В Южной Корее разрабатывают ИИ-модель для быстрого и неразрушающего контроля качества пищевого продукта на основе гиперспектральной съемки
- KOREA HERALD
- 2 часа назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Институт исследования кимчи разрабатывает технологию на основе ИИ, которая позволяет контролировать качество пищевых ингредиентов быстро и неразрушающим образом
Изготовление кимчхи или «кимчжан» [Getty Images Bank]
Всемирный институт кимчи, государственная исследовательская организация при Министерстве науки и ИКТ Южной Кореи, объявил 27 октября о разработке инновационной технологии. Данная технология, сочетающая в себе гиперспектральную визуализацию (HSI) и машинное обучениее на основе искусственного интеллекта (ИИ), позволяет быстро и точно определить, не содержатся ли в порошке чили некачественные ингредиенты, неразрушающим и бесконтактным образом.
Перец чили является ключевым ингредиентом, определяющим цвет и вкус кимчи, годовое потребление которого южнокорейцами достигает примерно 200 000 тонн. Однако во время сушки или хранения могут возникать такие проблемы, как заражение плесенью, изменение цвета и порча. Неоднократно поступали сообщения о случаях, когда некачественное сырье распространялось вместе с нормальной. Так называемый «некачественный порошок перца чили» может производить микотоксины, такие как афлатоксин, из-за микробного загрязнения. Это представляет серьезную угрозу для безопасности пищевых продуктов, поскольку может вызывать канцерогенные и нейротоксические эффекты у человека.
Существующие методы тестирования некачественного порошка чили, хотя и обладают высокой точностью, требуют разрушения образцов и занимают от одного до двух дней или более для анализа. Это делает контроль качества на местах в режиме реального времени или проверки больших партий образцов затруднительной. В результате разработка быстрой, неразрушающей технологии контроля качества стала ключевой задачей в области безопасности пищевых продуктов.
Исследователи Всемирного института кимчи получают гиперспектральные изображения [Предоставлено Всемирным институтом кимчи]
Команда по исследованию умных техпроцессов из Всемирного института кимчи разработала аналитическую модель на основе искусственного интеллекта. Эта модель использует технологию гиперспектральной съемки в коротковолновом инфракрасном диапазоне для точного прогнозирования наличия некачественного сырья в порошке чили, основываясь исключительно на спектре отражения от поверхности. Команда проанализировала 112 длин волн, чтобы автоматически извлечь 15 ключевых диапазонов длины волн, наиболее чувствительных к изменениям качества. Применение этих данных к моделям опорных векторов для решения задач регрессии (SVR) и рекуррентной нейронной сети (RNN) позволило достичь точности 98% с погрешностью прогнозирования менее 5%.
Эта технология не только количественно прогнозирует долю некачественного сырья, но и позволяет идентифицировать его за считанные секунды или минуты без повреждения образца. Ожидается, что она будет широко использоваться в промышленных условиях для контроля качества сырья для кимчи, выявления подделок импортного перца чили и стандартизации пищевых ингредиентов.
«Данное исследование представляет собой яркий пример конвергентных научных достижений, сочетающих в себе искусственный интеллект и технологии визуализации для быстрой и точной проверки качества пищевых продуктов» - сказала доктор Чхве Чжи Ён из Всемирного института кимчи, добавив: «Мы расширим применение этой технологии за пределы ингредиентов кимчи, чтобы охватить технологии неразрушающего контроля качества для различных сельскохозяйственных и пищевых ингредиентов, что, в свою очередь, еще больше повысит безопасность пищевых продуктов и доверие потребителей».
Результаты исследования опубликованы в октябрьском номере международного научного журнала «International Journal of Food Properties».