人工智能計算機技術在食品工業中的應用研究

摘 要：互聯網人工智能計算機技術的發展為各行業發展帶來了機遇，推動食品加工業的自動化、智能化發展，能夠有效規避食品安全隱患。當前食品工業發展面臨著加工技術落后、生產加工效率不高、質量監管不力、食品安全意識淡薄、創新能力不足和缺乏核心競爭力等問題。依托于人工智能技術，本文提出了將人工智能技術應用于食品加工及食品監測領域內，實行人工智能監測社會飲食口味、助力食品加工及產品包裝、構建食品質量監管以及追蹤體系等措施，從而提高食品工業生產加工效率，降低食品安全隱患，推動食品工業發展。

關鍵詞：人工智能;計算機技術;食品工業

Application of Artificial Intelligence Computer Technology in Food Industry

PEI Hao

（Pingdingshan Industrial Vocational and Technical College， Pingdingshan 467001， China）

Abstract： The development of internet artificial intelligence computer technology has brought opportunities for the development of various industries， which promoted the automation and intelligent development of food processing industry， and effectively avoided potential food safety hazards. At present， the development of food industry is facing some problems， such as backward processing technology， low production and processing efficiency， weak quality supervision， weak awareness of food safety， insufficient innovation ability， lack of core competitiveness and so on. Relying on artificial intelligence technology， this paper explores and proposes to apply artificial intelligence technology to the field of food processing and food monitoring， implement artificial intelligence to monitor social food taste， help food processing and product packaging， build food quality supervision and tracking system， in order to improve the production and processing efficiency of food industry， reduce food safety hazards， and promote the development of food industry.

Keywords： artificial intelligence; computer technology; food industry

食品是人類生存不可或缺的物質基礎，隨著人們物質生活水平的提高，人們對食品的要求也隨之提高，傳統的食品工業不僅生產效率低，且創新度不足，難以滿足人們的需求。近年來，科學技術發展迅猛，人工智能技術、大數據、云計算等技術的發展都為食品工業帶來了新的發展機遇，推動了食品加工自動化、智能化的發展，有效提高了食品生產加工的效率，降低了人工失誤率帶來的食品安全隱患，提高了資源利用率和食品行業利潤。因此，探索將人工智能計算機技術應用于食品工業之中，也是當前食品工業的研究重點。

1 人工智能技術概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是計算機科學領域中的一個分支學科。人工智能的工作原理是通過計算機技術去分析人類智能本質，并根據分析結果生產與人類智能相似的智能機器，以此替代一些簡單的人類工作[1]。借助于計算機技術，人工智能對環境的適應程度、工作的靈活度等都遠遠高于人類。根據人工智能機器的智能程度高低，可以將人工智能分為弱人工智能、強人工智能以及通用人工智能[2]。

2 當前食品加工行業發展面臨的困境

2.1 加工技術落后，生產加工效率不高

食品原材料對食品加工行業的發展至關重要。然而目前，我國部分地區無論是原材料生產技術還是食品加工技術，都相對落后，難以充分發揮出資源優勢[3]。這些地區的食品生產加工部門主要依靠于傳統的人工加工，且食品加工行業人員素質普遍不高，對操作規范掌握不夠，在操作過程中既會因為技術不嫻熟而大大降低生產效率，也會因為操作不規范出現失誤，影響食品安全。

2.2 質量監管不力，食品安全意識淡薄

近年來，食品安全問題頻繁被爆出，極大地影響了消費者的身體健康。①與發達國家相比，我國食品加工行業的質量安全與檢測建設相對滯后，特別是對于食品生產鏈全程安全追溯鏈的構建缺乏明確規定，部分企業更是無視內部食品安全監管系統，大大增加了食品安全隱患。②部分企業雖然已建立有相關的食品安全監測系統，但系統與技術落后，人工也難以及時覺察到一些細小的食品安全隱患，增加了食品安全問題出現的概率，不利于食品加工企業的發展。

2.3 創新能力不足，缺乏核心競爭力

在行業發展中，要想在激烈的競爭中發展強大，則需要不斷創新生產加工技術，通過各種途徑增加食品價值，提升企業創造力。對于食品加工技術的創新，中小企業無論是資金方面還是技術方面，都難以支撐企業探索技術創新[4]。因此，大量中小型食品企業都不再致力于技術創新研發，只跟隨大企業的步伐，進行簡單的產品復制，造成食品加工行業同質化現象嚴重，缺乏新的產品。

3 人工智能技術在食品行業中的應用研究

隨著人工智能技術逐漸成熟，將人工智能技術運用于食品工業領域，能打破一些傳統的食品加工局限，推動食品工業發展。

3.1 在食品加工行業的應用

3.1.1 社會飲食口味監測

隨著人們生活水平的提高，人們對食物的要求已經不再局限于吃得飽，而是對食品的口味、營養等附加值有了更高的要求，傳統的食品加工難以滿足這些要求。面對人們各式各樣的口味需求，食品加工企業想要以滿足消費者需求為生產目標，就離不開對目標人群飲食口味的調查與分析。將人工智能技術應用于食品加工行業，可以加大對消費者飲食口味的收集與分析。如圖1所示，有學者構建了包含381種食材和1 021種風味化合物的風味網絡圖，其中圖中每個點代表一種食材，顏色代表食材種類，而點的面積代表該食材在食譜中出現的頻率，點的面積越大，該食材在食譜中出現的次數就越多;而點與點之間的連線則表示它們有共享化合物，連線的粗細則表示共享成分的數量多少[5]。該節點圖利用網絡數據直觀顯示了食材搭配結果，為食品加工業的飲食創新搭配提供了新的參考思路。根據人工智能對目標人群飲食風味監測結果分析，結合食品營養，可以科學合理地進行食品創新。

3.1.2 食品加工分類應用

食品加工流程中，面對多樣化的食品原材料，分揀與分類任務量大大增加，僅依靠于人工服務，效率將會大大下降。隨著人工智能技術的發展，一些智能技術能夠與相機、激光等技術結合，依托光學傳感技術，替代人工服務，實現對原材自動化分揀，有效提高原材料分類效率，降低分類出錯率，減少浪費。例如，研究人員根據水果與蔬菜的表面及內部其他特征，設計了不同的系統，TOMRA就是其中一個，該系統能以高效的方式完成分揀，且精準度高達90%以上[6]。將人工智能技術應用于食品加工分類中，有效節約了人力成本，提高了食品工業的利潤。充分發揮人工智能的優勢，對收集到的目標人群的口味分析，發揮人工智能的科學分析作用，對各地區人群進行分類，評估出不同地區的口味傾向，制定專業菜單，豐富食品種類。

3.1.3 食品包裝分類應用

食品包裝工作作為一項技術性不強的工作，可以充分發揮人工智能技術的優勢，依托計算機技術設置專業的系統運行程序，對已經加工好的食品進行包裝分揀，并能自動識別出殘次品，實現流程機械化、自動化，提高生產效率。

3.2 在食品監測行業的應用

保障食品質量，降低食品工業中的安全隱患，是當前食品工業需重視的問題。計算機智能技術的應用，能有效強化對食品質量安全的監測，保障食品營養及食品安全。

3.2.1 質量管理控制應用

（1）人工智能技術可以模仿人的視覺感知功能、識別功能。人工智能技術通過與攝像機相連接，可以代替人的視覺，而控制攝像機的系統則相當于人的大腦系統，將該系統安裝在食品加工各環節內，對各流程進行圖像收集，然后通過計算機技術對所收集到的信息進行分析，能夠及時發現食品加工過程中的問題，提高問題監測精準度，降低食品加工的隱患[7]。

（2）可以探索將人工智能技術運用于食品質量檢測環節。不同的食品由于食品加工原材料、生產技藝等不同，其評價標準也各不相同。人工智能技術的運用能根據食品質量安全監控標準，結合食品制作工藝，制定不同的監測標準，將其運用于食品生產企業的內部檢測系統中，在食品外流前增加一重質量保障，為企業內部食品安全管理部門和人員決策提供參考依據。

3.2.2 質量監測追蹤應用

食品物流是現代食品工業中的一項重要程序，從食品加工原材料到食品加工再到食品運輸銷售，各環節都離不開食品物流的協調。食品物流過程中也可能出現多種安全隱患，依托人工智能技術構建質量監測追蹤系統，對食品原材料以及產品統一實行信息化管理，對整個物流過程進行全程跟蹤和追溯，在任何環節出現問題時，都能夠通過食品物流管理系統及時查到問題所在，及時對其采取措施 [8]。

4 展望

新的食品的誕生既離不開企業創造力，也離不開技術的支持。人們的需求不斷變化，對于食品的口味也在持續發展變化。未來，食品工業的發展創新探索可以以人的需求為研究出發點，提供個性化智能分析服務。消費者可以將自己的個人喜好、需求輸入智能分析服務系統內，智能系統會自動推薦出適合消費者的食品。總之，人工智能技術的發展為食品工業提供了技術支持，充分發揮計算機人工智能技術，能有效推動食品工業發展，保障消費者安全。

參考文獻

[1]邢曉男.人工智能技術的風險問題及對策研究[D].錦州：渤海大學，2019.

[2]鄭穎瑜.重塑人工智能治理中人的主體性[J].江漢大學學報（社會科學版），2022，39（2）：27-37.

[3]盧鎮.德州市民營食品企業發展面臨的困境及對策研究[D].濟南：山東師范大學，2012.

[4]劉天昕，李青云.甘肅省中小企業現狀及“十四五”發展路徑思考[J].甘肅科技，2021，37（16）：4-7.

[5]崔曉暉，李偉，顧誠淳.食品科學大數據與人工智能技術[J].中國食品學報，2021，21（2）：1-8.

[6]李秉茂.大數據背景下人工智能技術在食品行業中的應用研究[J].食品研究與開發，2022，43（5）：231-232.

[7]高愛蓮，劉曉慧，劉增磊，等.計算機信息技術在食品質量安全與檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報，2016，7（8）：3418-3423.

[8]韋銀.大數據下計算機信息技術在食品企業食品安全管理中的應用[J].食品與機械，2016，32（2）：226-228.

作者簡介：裴昊（1988—），女，河南信陽人，碩士，講師。研究方向：計算機科學與技術、數字媒體技術。