หุ่นยนต์ ‘พ่อครัว’ ได้รับการฝึกอบรมให้ลิ้มรสอาหารในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการเคี้ยวเพื่อประเมินว่าปรุงรสเพียงพอหรือไม่
หากต้องใช้หุ่นยนต์ในการเตรียมอาหารในบางแง่มุม สิ่งสำคัญคือต้องสามารถ ‘ชิม’ สิ่งที่พวกเขากำลังทำอาหารได้
Grzegorz Sochacki
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ร่วมมือกับผู้ผลิตเครื่องใช้ในบ้านอย่าง Beko ได้ฝึกฝนพ่อครัวหุ่นยนต์เพื่อประเมินความเค็มของจานในขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการเคี้ยว โดยเลียนแบบกระบวนการที่คล้ายคลึงกันในมนุษย์
ผลลัพธ์ของพวกเขาอาจเป็นประโยชน์ในการพัฒนาการเตรียมอาหารแบบอัตโนมัติหรือกึ่งอัตโนมัติ โดยช่วยให้หุ่นยนต์เรียนรู้ว่าอะไรอร่อยและอะไรที่ไม่อร่อย ทำให้พวกเขาทำอาหารได้ดีขึ้น
เมื่อเราเคี้ยวอาหาร เราจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสและรสชาติ ตัวอย่างเช่น การกัดมะเขือเทศสดในช่วงหน้าร้อนจะทำให้น้ำผลไม้ออกมา และเมื่อเราเคี้ยว โดยปล่อยทั้งน้ำลายและเอนไซม์ย่อยอาหาร การรับรู้รสชาติของมะเขือเทศจะเปลี่ยนไป
หุ่นยนต์เชฟซึ่งได้รับการฝึกฝนให้ทำไข่เจียวโดยอิงจากความคิดเห็นของผู้ชิม ได้ลองชิมไข่คนและมะเขือเทศแบบง่ายๆ 9 รูปแบบที่แตกต่างกันในกระบวนการเคี้ยวสามขั้นตอน และสร้าง ‘แผนที่รสชาติ’ ของอาหารต่างๆ .
นักวิจัยพบว่าวิธีการ ‘tast as you go’ นี้ช่วยปรับปรุงความสามารถของหุ่นยนต์ในการประเมินความเค็มของจานได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการชิมแบบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ซึ่งทดสอบเพียงตัวอย่างเดียวที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน รายงาน ผลการวิจัย ในวารสาร Frontier in Robotics & AI
การรับรู้รสชาติเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนในมนุษย์ซึ่งมีวิวัฒนาการมาเป็นเวลาหลายล้านปี รูปลักษณ์ กลิ่น เนื้อสัมผัส และอุณหภูมิของอาหารล้วนส่งผลต่อการรับรู้รสชาติของเรา น้ำลายที่ผลิตขึ้นระหว่างการเคี้ยวจะช่วยนำพาสารเคมีในอาหารไปรับรสที่ตัวรับส่วนใหญ่อยู่ที่ลิ้น และสัญญาณจากตัวรับรสจะถูกส่งต่อไปยังสมอง เมื่อสมองของเรารับรู้ถึงรสชาติ เราก็ตัดสินใจว่าเราเพลิดเพลินกับอาหารหรือไม่
รสนิยมก็มีความเฉพาะตัวสูงเช่นกัน บางคนชอบอาหารรสเผ็ด ในขณะที่บางคนชอบของหวาน พ่อครัวที่ดี ไม่ว่าจะเป็นมือสมัครเล่นหรือมืออาชีพ ก็ต้องอาศัยประสาทสัมผัสในการรับรส และสามารถปรับสมดุลของรสชาติต่างๆ ภายในจานเพื่อให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่กลมกล่อม
Grzegorz Sochacki จากแผนกวิศวกรรมของเคมบริดจ์ ผู้เขียนคนแรกของหนังสือพิมพ์กล่าวว่า “พ่อครัวประจำบ้านส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องการชิมอาหาร โดยตรวจดูจานตลอดขั้นตอนการทำอาหารเพื่อตรวจสอบว่ารสชาตินั้นสมดุลหรือไม่” “หากต้องใช้หุ่นยนต์ในการเตรียมอาหารในบางแง่มุม สิ่งสำคัญคือพวกมันจะต้องสามารถ ‘ลิ้มรส’ สิ่งที่พวกเขากำลังปรุงอยู่ได้”
ดร.อาร์เซน อับดุลลาลี ผู้เขียนร่วมจากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์ กล่าวว่า เมื่อเราชิมรส กระบวนการเคี้ยวยังให้ผลย้อนกลับต่อสมองของเราอย่างต่อเนื่อง “วิธีการทดสอบทางอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันใช้เพียงสแนปชอตเดียวจากตัวอย่างที่เป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นเราจึงต้องการจำลองกระบวนการเคี้ยวและชิมที่สมจริงยิ่งขึ้นในระบบหุ่นยนต์ ซึ่งน่าจะส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีรสชาติดีขึ้น”
นักวิจัยเป็นสมาชิกของ Bio-Inspired Robotics Laboratory ของเคมบริดจ์ที่ดำเนินการโดยศาสตราจารย์ Fumiya Iida จากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์ ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การฝึกอบรมหุ่นยนต์เพื่อดำเนินการตามปัญหาที่เรียกว่าเมตรสุดท้าย ซึ่งมนุษย์หาได้ง่าย แต่หุ่นยนต์กลับพบว่ายาก การทำอาหารเป็นหนึ่งในภารกิจเหล่านี้: การทดสอบก่อนหน้านี้กับ ‘พ่อครัว’ หุ่นยนต์ของพวกเขาได้ผลิตไข่เจียวที่พอใช้ได้โดยใช้ข้อเสนอแนะจากนักชิมของมนุษย์
“เราต้องการสิ่งที่ถูก เล็ก และเร็วเพื่อเพิ่มลงในหุ่นยนต์ของเราเพื่อที่จะได้ชิม: มันต้องมีราคาถูกพอที่จะใช้ในครัว เล็กพอสำหรับหุ่นยนต์ และเร็วพอที่จะใช้ในขณะทำอาหาร” Sochacki กล่าว .
เพื่อเลียนแบบกระบวนการเคี้ยวและชิมของมนุษย์ในหุ่นยนต์เชฟ นักวิจัยได้แนบหัววัดค่าการนำไฟฟ้าซึ่งทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์วัดความเค็มเข้ากับแขนหุ่นยนต์ พวกเขาเตรียมไข่คนและมะเขือเทศ โดยเปลี่ยนจำนวนมะเขือเทศและปริมาณเกลือในแต่ละจาน
เมื่อใช้โพรบ หุ่นยนต์จะ ‘ชิม’ จานอาหารในลักษณะแบบตาราง โดยสามารถอ่านค่าได้ในเวลาเพียงไม่กี่วินาที
เพื่อเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสที่เกิดจากการเคี้ยว ทีมงานจึงใส่ส่วนผสมของไข่ลงในเครื่องปั่นและให้หุ่นยนต์ทดสอบจานอีกครั้ง การอ่านที่แตกต่างกันที่จุดต่างๆ ของการ ‘เคี้ยว’ ทำให้เกิดแผนที่รสชาติของแต่ละจาน
ผลลัพธ์ของพวกเขาแสดงให้เห็นการปรับปรุงที่สำคัญในความสามารถของหุ่นยนต์ในการประเมินความเค็มเหนือวิธีการชิมแบบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ซึ่งมักจะใช้เวลานานและให้การอ่านเพียงครั้งเดียว
ในขณะที่เทคนิคของพวกเขาเป็นการพิสูจน์แนวคิด นักวิจัยกล่าวว่าการเลียนแบบกระบวนการเคี้ยวและชิมของมนุษย์ ในที่สุดหุ่นยนต์จะสามารถผลิตอาหารที่มนุษย์จะเพลิดเพลินและสามารถปรับแต่งตามรสนิยมของแต่ละบุคคลได้
“เมื่อหุ่นยนต์กำลังเรียนรู้วิธีการทำอาหาร เช่นเดียวกับพ่อครัวคนอื่น ๆ มันต้องการการบ่งชี้ว่ามันทำงานได้ดีแค่ไหน” อับดุลลาลีกล่าว “เราต้องการให้หุ่นยนต์เข้าใจแนวคิดเรื่องรสชาติ ซึ่งจะทำให้พวกเขาทำอาหารได้ดีขึ้น ในการทดลองของเรา หุ่นยนต์สามารถ ‘เห็น’ ความแตกต่างของอาหารในขณะที่เคี้ยว ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการรับรส”
“Beko มีวิสัยทัศน์ที่จะนำหุ่นยนต์ไปสู่สภาพแวดล้อมในบ้านที่ปลอดภัยและใช้งานง่าย” ดร. Muhammad W. Chughtai นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ Beko plc กล่าว “เราเชื่อว่าการพัฒนาหุ่นยนต์เชฟจะมีบทบาทสำคัญในครัวเรือนที่มีงานยุ่งและบ้านพักอาศัยในอนาคต ผลลัพธ์นี้เป็นการก้าวกระโดดในการปรุงอาหารด้วยหุ่นยนต์ และด้วยการใช้เครื่องจักรและอัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึก การบดเคี้ยวจะช่วยให้พ่อครัวหุ่นยนต์ปรับรสชาติสำหรับอาหารและผู้ใช้ที่แตกต่างกัน”
ในอนาคต นักวิจัยกำลังมองหาการปรับปรุงหุ่นยนต์เชฟเพื่อให้สามารถลิ้มรสอาหารประเภทต่างๆ และปรับปรุงความสามารถในการรับรู้เพื่อให้สามารถลิ้มรสอาหารที่มีรสหวานหรือมันได้ เป็นต้น
การวิจัยได้รับการสนับสนุนโดย Beko plc และ Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ UK Research and Innovation (UKRI) Fumiya Iida เป็น Fellow of Corpus Christi College, Cambridge
อ้างอิง:
Grzegorz Sochacki, Arsen Abdulali และ Fumiya Iida ‘ การจำแนกประเภทตามรสชาติของ Mastication-Enhanced ของอาหารที่มีส่วนผสมหลายอย่างสำหรับการปรุงอาหารด้วยหุ่นยนต์’ พรมแดนในวิทยาการหุ่นยนต์และ AI (2022) ดอย: 10.3389/frobt.2022.886074
