Научно-образовательный центр инфохимии (НОЦ Инфохимии) ИТМО ведет разработку совместно с Институтом гастрономии, который открылся в 2019 году по франшизе французского Института Поля Бокьюза (Institut Paul Bocuse) на базе Сибирского федерального университета в Красноярске. В прошлом году Институт был признан лучшим образовательным проектом по версии Russian Creative Awards 2022.
Цель совместной разработки — создать систему для определения качества кофе по физико-химическим характеристикам, которая будет работать без участия человека. Вместе с профессиональными бариста ученые НОЦ Инфохимии собирают базу данных из приборных измерений и оценок дегустаторов по тем же образцам. Уже собраны данные по 400 вариациям напитка — на них и тренируют искусственный интеллект, который будет предлагать определенные сорта зёрен и режимы приготовления для получения стабильного вкусного кофе.
«Программная часть нашей системы представляет собой базу данных и алгоритмы машинного обучения, позволяющие предсказывать интенсивность и качество вкуса кофе по трём признакам: горечь, сладость и кислотность. На данный момент алгоритм умеет предсказывать, например, что кофе будет очень горьким, но при этом средне-кислым. Точность на данный момент составляет 70%», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории интеллектуальных технологий в инфохимии ИТМО Александр Агликов.
Команда проекта. Фото предоставлено разработчиками
Прочитайте также:
У проекта есть индустриальный партнер — ресторанный холдинг Bellini Group в Красноярске. В перспективе он планирует использовать разработку в вендинговых автоматах для повышения качества кофе.
Как работает устройство
Система состоит из сенсорного устройства и программы на основе машинного обучения. Сенсор представляет собой электрохимическую ячейку на базе жидкого металла и электродов. Анализируемое вещество помещается в ячейку, затем через него прогоняется электрический ток, а потенциостат замеряет уровень проводимости вещества и строит график электрического отклика. Полученные данные обрабатываются алгоритмом и сравниваются с базой данных уже проанализированных образцов. По физико-химическим характеристикам и определяется качество продукта.
И устройство, и программа — разработка НОЦ Инфохимии ИТМО, которая уже используется индустриальными партнерами, в частности, группой компаний «Галактика» — крупным производителем молочных продуктов. Специально для предприятия систему адаптировали для выявления антибиотиков в молоке. Но как отмечают разработчики, их устройство может анализировать и другие пищевые и непищевые продукты.
В 2022 году проект стал победителем Blue Sky Research — конкурса исследовательских проектов среди молодых ученых, которые используют технологии искусственного интеллекта для решения научных задач во фронтирных областях.
Прочитайте также:
Ученые ИТМО стали победителями первого конкурса прорывных научных проектов Blue Sky Research
Прототип устройства. Фото предоставлено разработчиками
Где еще планируется использовать прибор
Изначально прибор хотели использовать для анализа вина — в первую очередь для борьбы с фальсификатами. Группа НОЦ Инфохимии уже разработала методику, которая помогала определять регион происхождения вина, сорт винограда, из которого оно сделано, и год урожая. Но в процессе работы над проектом стало понятно, что на качество вина влияют слишком много факторов (в том числе, неочевидных), и чаще всего сомелье ориентируются на интуитивные и субъективные ощущения. Поэтому автоматизировать этот процесс достаточно трудно.
Идея же сделать прибор, который сможет определять качество кофе, показалась и ученым, и рестораторам более осуществимой на сегодняшний день. Авторы разработки уже получили грант от Фонда поддержки инноваций и молодежных инициатив Санкт-Петербурга. Также проект участвует в новом конкурсе Blue Sky Research, результаты которого будут объявлены в декабре.
Прочитайте также:
Коммерциализация научных разработок — одно из стратегических направлений НОЦ Инфохимии. По словам руководителя группы цифровизации и роботизации пищевых технологий, доцента факультета технологического менеджмента и инноваций Ольги Орловой, с каждым годом интерес партнеров к фудтех-проектам растет. Например, для петербургской сети «Хачо и Пури» команда уже разрабатывает программу по определению вкуса «умами», который сильно влияет на популярность того или иного блюда у посетителей ресторана. Программа анализирует комбинации ингредиентов на основе технологических карт блюд. В идеале, искусственный интеллект сможет предсказывать востребованность новых позиций и состав блюд еще до включения их в меню.
Среди других потенциальных партнеров и инвесторов — крупные продуктовые сети. Например, в сентябре этого года команде Центра удалось запустить совместный проект со «Вкусвиллом». Группа под руководством Ольги Орловой будет разрабатывать рецептуру для новых продуктов в соответствии со стандартами розничной сети. Проект начнется уже в этом месяце.
