从实验室到生产线： 人工智能如何改变食品饮料行业 ？

如果利用ChatGPT来撰写一篇有关食品饮料行业人工智能的故事，你会发现，这篇文章写得相当不错，但文中所提及的内容或许都能在互联网上搜索到——这正是ChatGPT的优势所在——能够迅速完成大量信息的搜索与内容生成。

这也反应了人工智能（AI）的一个真相，在其所有形式中，它更擅长根据人类输入的问题和各种细节提供有用且特定的信息。

“我们生活的世界中只有5%是结构化数据。其余95%是非结构化的。”百事公司首席技术官Magesh Bagavathi在其公司网站上发帖说，“人工智能可以将95%的无序信息转化为公式。”

ChatGPT是一种“生成式”人工智能程序，能够从大量现有内容中生成新的作品，包括文本、图像、视频、音乐、语音，甚至是软件代码和产品设计。在产品开发方面，基于统计模型的人工智能无疑是最佳选择。这种人工智能由人类精心构建和管理，且其软件所能检索的数据量是有限的。而对于工厂车间来说，机器学习或自我学习的人工智能则更为适合。它们经过人类训练，数据范围通常特定于相关流程，能够实现更精确的操作。

“在食品领域应用中，人工智能技术的核心依然是人类智慧。”BCD iLabs的首席执行官兼联合创始人Vinay Indraganti指出。BCD iLabs是一家专门提供人工智能产品开发的咨询服务公司。他解释说：“在食品领域之外，人工智能可以独立运作和自我学习。然而，当涉及食品时，微妙的差异、情感联系、味觉体验和文化因素都紧密交织在一起，人工智能的角色也从单纯的‘人工智能’转变为‘增强智能’——即人类智慧与人工智能的结合。”

如今，人们对人工智能的热情，可能与上世纪70年代对计算机未来可能引发的变革所表现出的敬畏之情相似；又或者与90年代人们对新兴万维网的好奇心无异。然而，单靠这些技术，并不能达到所期望的效果。就像其它新兴技术一样，我们需要谨慎选择其应用方式，以避免潜在风险。我们应该以负责任、智慧、有效的方式来研究和应用人工智能，以确保最终结果具有实际价值。

 

运用人工智能，将有助于缩短新品研发时间。

 

加快新品研发

产品开发者应该专注于开发产品、创造和测试配方，而不是在互联网上搜索可用的成分。将搜索任务交给人工智能吧，这将有助于加快最终成果的呈现。

在共同创立BCD iLabs之前，Indraganti专注于研发和制造业转型。他提出了一个假想案例：“我打算开发一款蛋白棒，它必须是非转基因产品，每份至少含有15克蛋白质，蔗糖添加量不超过10克。计划在特定国家销售，同时必须考虑成本因素。”

现在，产品开发人员无需亲自通过网络搜索来获得合适的配方选择，因为这项繁琐的工作可交给人工智能程序来完成。研发人员可以直接利用AI提供的搜索结果，立即开始实验。

“他们可以在AI建议的蛋白质来源、糖类或糖替代品以及其他参数中进行选择，进而着手开展实验。” Indraganti指出，“初次尝试时，不管结果怎样，你都可以向程序提出更高期望和目标——例如特定的口感，甚至是预期情感体验——之后，程序会依据这些反馈予以精细化调整。”

如同研发过程本身，在应用人工智能的初期，也可能会遭遇失败，但随时间推移和经验增多，成功案例也会越来越多。随着AI程序对公司产品、使用成分和偏好熟悉度加深，它在配方方面的建议将变得更加精准。

“这就好比实验室里的一名实习生，一开始你需要不断培训他，这个过程可能相当耗费时间，以至于你会怀疑这种投入是否值得。但当人工智能系统经过一段时间学习后，你会发现投入显著减少，而系统的有效性却实现了指数级增长。”Indraganti解释说。

Alexia Ciarfella曾是亿滋国际高级科学家，她在Capital One短暂任职之后，目前正投身于一家名为FlavorMind的初创公司，该公司利用人工智能进行食品新品的开发。

在亿滋国际任职期间，Alexia Ciarfella曾参与了一项创新项目——开发一种人工智能工具，用以优化一款广受欢迎饼干的配方开发流程。这种生成式AI工具使亿滋国际在2021年获得了微软颁发的“最佳商业AI（Best of Business AI）”奖，这也使其跻身于以人工智能推动商业创新的全球顶尖组织之列。

“在产品开发过程中，我充分利用自己在应对技术挑战和商业需求方面的丰富知识，寻找适合应用人工智能解决方案的关键机会，”她解释道，“然后，我们的数据分析团队会根据这些见解，开发出应对具体挑战的定制化计算模型；同时，我们的感官科学团队能提供训练和优化这些模型所需的结构化数据。”

“这种紧密合作确保了我们的人工智能项目与公司的商业目标高度一致，在技术上也非常可靠，并且有准确数据的支持，从而实现了有意义的成果和切实可行的应用。”她分享道。

她提出了一些建议，这些建议不仅适用于产品开发者，也能为准备将人工智能技术应用于下一个项目的所有人带来启发：

◆ 你应如何精准构建问题，使其成为人工智能能够解决的问题类型？
◆ 你的问题是否具体且可量化？
◆ 能否用可量化的方式描述你的问题？
◆ 你需要设定哪些界限或限制？
◆ 你衡量成功的标准是什么？
◆ 你需要人工智能来解决哪些问题？
◆ 人工智能能解决你的问题吗？

最后，她提出了发展人工智能模型的三个步骤：
1. 利用供应商所提供的现成的人工智能工具；
2. 与供应商合作，共同开发定制化人工智能解决方案；
3. 构建并维护专属的内部人工智能模型。

关于消费者需求，人工智能最为人熟知的应用之一是评估消费者需求的变化，并为产品开发提供初步的应对策略。

“人工智能可以显著缩短产品的创新周期，使百事公司团队在短时间内响应消费者需求。”百事公司执行副总裁兼首席战略和转型官Athina Kanioura在网站上发帖说。

 “我们通过一个人工智能工具，对数百万社交媒体帖子、食谱和菜单进行了分析，发现人们正在网上热议、搜索并订购海藻产品。这一发现促使研发团队在不到12个月的时间里成功推出了Off The Eaten Path海藻零食；同样，人工智能洞察到消费者对增强免疫产品表现出浓厚兴趣。6个月后，富含增强免疫成分的Propel饮料便迅速登陆各大商店货架。”她举例说道。

“当生成式人工智能与消费者洞察相结合——尤其是食品和饮料企业考虑开发定制化产品时，它就能够以更深远的方式影响企业运营。”一位企业洞察平台的创始人说。

以色列公司Tastewise通过人工智能技术，成功搭建了消费者洞察与产品开发之间的桥梁。该公司声称：“能够提供实时营销洞察和针对消费者的智能分析”。

Tastewise平台通过广泛搜集数据，了解人们当前的饮食习惯——包括消费者在家和外出时的消费和点餐的情况，以及在Instagram和TikTok等社交媒体平台上对心仪菜肴的讨论。“通常，当你捕捉到这些消费趋势并开始采取行动时，他们的关注点可能已经转移了。”Tastewise市场传播经理Lee Brymer指出，“想知道千禧一代最青睐的汤品有哪些吗？我们能立刻为你揭晓答案。”

Tastewise在其官网上展示了一些研究案例，例如“金宝汤公司（Campbell）如何通过数据驱动的方法高效重塑其创新流程”，以及“Treehouse公司如何利用Tastewise重燃其泡菜产品的销售热潮”。这些项目的成功均得益于Tastewise人工智能程序捕捉到的消费者数据。

 

富含增强免疫成分的Propel饮料的推出得益于人工智能对消费趋势的洞察。

在过去两年里，金宝汤公司的市场营销、消费者洞察和餐饮服务团队一直在利用 Tastewise 工具推动创新、优化内容策略并提升销售业绩。Tastewise表示，它帮助金宝汤公司实现了以下目标：

◆ 提升其在研发、营销、创新和销售项目上的效率；
◆ 利用实时消费者数据为研发提供有力支持；
◆ 为市场上已有的成熟产品引入新的市场营销策略。

 

在工厂运营中落地生根

在食品和饮料行业的生产运营中，人工智能的角色就像是一位灵活多变的创新者。目前，企业是否采纳人工智能技术，很大程度上取决于他们是否愿意成为创新先锋；或是选择观望，等待其他企业在这一领域取得成功。

在一些工厂中，人工智能已通过改进一些流程和特定应用中的数据分析崭露头角。对于其他工厂来说，人工智能仍然是一项充满潜力的技术，一旦被有效实施，将有望彻底改变工厂的运营模式。

在美国，家禽加工行业是积极采用人工智能技术的典型代表。Wayne-Sanderson Farms的质量保证和食品安全高级副总裁Juan DeVillena指出，尽管起初进展缓慢，但近年来该行业从孵化场到包装线的各个环节，都显著加强了人工智能的应用力度。

“当鸡块在产线上移动并进入切割和分份工序时，计算机会从多个角度拍摄并生成3D图像，进而进行精确分割，实现切割尺寸标准化和产能最优化。”DeVillena解释说。

“类似技术也被用于牛肉加工领域。”Certified Angus Beef的预制和包装解决方案主管Brett Erickson表示。该公司与众多工厂合作加工牛肉产品。

“这些机械设备能够‘观察’每一块肉，并决定如何将其高水平地有效切割。”他解释道，“同时，人工智能系统还能分析并优化包装流程，同时存储这些数据。通过不断学习，系统能够掌握如何以高效的方式生产和包装最终产品。”

人工智能的巨大潜力吸引了众多加工企业将其应用于生产中。美国佐治亚理工学院研究所（the Georgia Tech Research Institute）高级研究工程师Konrad Ahlin指出，这项技术涉及众多领域，以至于很难确定具体影响区域。然而，行业正在不断探索，努力找到最容易获得成功的应用场景。

“每只家禽各不相同，但人工智能够帮助我们在不改变现有加工流程的情况下应对这些差异。”Ahlin阐释道，“通过应用人工智能技术，企业可以更灵活地识别和处理每只家禽的个体差异，避免因‘一刀切’的标准化生产方式而产生损失。”

 

相较于传统手工检查和视觉检测，人工智能结合高光谱成像技术的应用，能为加工商带来更大安心。

 “食品安全是另一个受到显著影响的领域。”DeVillena指出，“相较于传统手工检查和视觉检测，以及较早的X射线和金属探测技术，人工智能结合高光谱成像技术的应用，能为加工商带来更大安心，确保产品不含有任何异物。”

Hill's 宠物营养是Colgate-Palmolive旗下子公司，在美国堪萨斯州Tonganoxie开设了一家新的宠物食品加工工厂。该公司特别强调了人工智能在其中发挥的关键作用。其工厂不仅采用先进的自动化和机器人技术，还将利用人工智能技术来加强其数字食品安全监控系统。

Hill's将通过技术手段与员工紧密合作，并借助一个全新、尖端的任务控制中心，实现对宠物食品生产全过程的监控，涵盖从原料接收到最终产品包装的每一个环节。Tonganoxie工厂制造总监Chad Sharp在2023年10月该工厂开业时如是说。

当然，这其中存在需要跨越的障碍和需要解决的挑战，Catena Solutions副总裁Geoff Coltman指出。投资初期未充分考虑“人”的因素，是早期采用人工智能企业普遍面临问题。

一些公司在自动化流程、机器和技术方面投入了巨额资金——从2000万到2.5亿美元不等，但他们却没有培训员工如何有效利用这些技术。他解释道，这就好比买了一辆Corvette跑车，却没有人懂得如何维修，只好一直驾驶到油尽车停。这些投资也一样，最终因为无法得到适当的维护而停止运作。那么接下来怎么办呢？

Coltman强调，正是出于这种考虑，食品和饮料行业的维护和操作人员需要尽快掌握这些系统，以确保它们能够得以成功应用。他同时指出，这些投资的回报率尚未显现。为达到预期效果，加工商需要进一步增加投资。

此外，一些企业仍然抱有幻想，认为人工智能将完全取代人类在数据分析等领域的工作。虽然人工智能可以识别数据中的异常并尝试进行修复，但如果缺乏人类的指导和干预，系统将无法学会正确的处理方法，从而不断产生新问题。

Coltman指出：“目前，人工智能并没有取代人类的角色。”他强调，人工智能更像是一种新的与机器协作方式，但机器的学习完全依赖于输入的数据。因此，人类在决策过程中仍然不可或缺。

他补充说，在实施人工智能的过程中，变革管理、员工教育与发展，以及寻找能够理解并运用技术的合适人才，都是必须优先考虑的关键因素。

DeVillena也认为，那些希望借助人工智能来应对挑战的加工企业必须重视人员的作用。他总结说：“在整个行业中，确保不断进步的加工技术既高效又安全至关重要，同时，对能够熟练操作和维护这些系统的技术人才进行培养和投资也必不可少。”

 

写在最后

有几句警告提醒人们记住那句老话：“领先意味着冒险。”这就是说，早期投身于新市场或新技术可能会面临风险考验。不过，大多数观察者都认为人工智能的时代已经到来，因此大多数企业至少开始考虑并探索如何利用人工智能。

百事公司的Bagavathi认为：“我们目前只是触及了人工智能潜力的冰山一角。随着时间推移，人工智能将不断展现出更多简化生活、提升生产力的能力。”

一如既往，人的因素始终是成功的关键。人工智能系统的表现完全取决于人类输入的数据质量。而且，如果人们不愿意与技术共同进步，那么系统生成的所有数据和信息都将变得毫无价值。因此，企业需要制定一个长远的计划，明确如何让团队有效利用人工智能，以实现持续的创新和提升。

 

译自Food Processing杂志

 

来源：荣格-《 国际食品加工及包装商情》

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