หุ่นยนต์ ‘เชฟ’ ที่ได้รับการฝึกให้ลิ้มรสอาหาร

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้สร้างหุ่นยนต์ “เชฟ” ที่สามารถลิ้มรสอาหารในระหว่างกระบวนการเคี้ยวได้ ในขณะที่หุ่นยนต์กำลังลิ้มรสอาหาร มันจะตรวจสอบว่าอาหารมีรสชาติเพียงพอหรือไม่

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ใน Frontiers in Robotics & AI

การทำให้กระบวนการเคี้ยวเป็นอัตโนมัติ

ทีมวิจัยได้ทำงานร่วมกับ Beko ซึ่งเป็นบริษัทผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน เพื่อฝึกหุ่นยนต์เชฟให้สามารถประเมินความเค็มของอาหารในระหว่างกระบวนการเคี้ยวได้ ซึ่งกระบวนการนี้คล้ายกับกระบวนการที่มนุษย์ทำ

ความก้าวหน้าใหม่นี้สามารถช่วยพัฒนาการเตรียมอาหารอัตโนมัติหรือการเตรียมอาหารแบบกึ่งอัตโนมัติ โดยหุ่นยนต์สามารถกำหนดได้ว่าอาหารมีรสชาติหรือไม่

มนุษย์ผ่านกระบวนการที่ซับซ้อนเมื่อเคี้ยวอาหาร โดยสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสและรสชาติ หุ่นยนต์เคี้ยวอาหารที่มี 9 รูปแบบของไข่เจียวและมะเขือเทศ และทำเช่นนั้นใน 3 ระยะของกระบวนการเคี้ยว ผลลัพธ์คือ ‘แผนที่รสชาติ’ ของอาหารต่างๆ

วิธีการ ‘ลิ้มรสขณะไป’ ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถประเมินความเค็มของอาหารได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีการลิ้มรสอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ หุ่นยนต์เคยได้รับการฝึกให้ทำไข่เจียวตามคำติชมของคนลิ้มรส

รสชาติขึ้นอยู่กับความชอบส่วนบุคคล และเชฟที่ดีที่สุดพึ่งพาการรับรสชาติในการสร้างสมดุลของรสชาติขณะลิ้มรส

กรเซกอร์ซ โซชัคกี เป็นนักวิจัยผู้เขียนบทความจากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์ของมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

“ผู้ทำอาหารส่วนใหญ่จะคุ้นเคยกับแนวคิดการลิ้มรสขณะไป — ตรวจสอบอาหารตลอดกระบวนการทำอาหารเพื่อดูว่าสมดุลของรสชาติเหมาะสมหรือไม่” โซชัคกีกล่าว “ถ้าหุ่นยนต์จะถูกใช้ในการเตรียมอาหารบางส่วน มันจำเป็นต้อง ‘ลิ้มรส’ สิ่งที่มันทำ “

ดร. อาร์เซน อับดูลาลี เป็นผู้ร่วมเขียนจากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์

“เมื่อเราลิ้มรส กระบวนการเคี้ยวจะให้ข้อมูลย้อนกลับแก่สมองของเราอย่างต่อเนื่อง” ดร. อับดูลาลีกล่าว “วิธีการทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันเพียงแค่ต้องมีตัวอย่างเดียวจากตัวอย่างที่เป็นเนื้อเดียวกัน ดังนั้นเราจึงต้องการจำลองกระบวนการเคี้ยวและลิ้มรสในระบบหุ่นยนต์ ซึ่งควรให้ผลลัพธ์ที่มีรสชาติดีขึ้น”

ทีมวิจัยเป็นส่วนหนึ่งของห้องปฏิบัติการหุ่นยนต์แบบจำลองชีวภาพของเคมบริดจ์ ซึ่งดำเนินการโดยศาสตราจารย์ฟูมิยะ อิอิดะ จากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์ ห้องนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อฝึกหุ่นยนต์ให้ทำงานที่มนุษย์ทำได้ง่าย แต่หุ่นยนต์ทำได้ยาก หนึ่งในงานเหล่านั้นคือการทำอาหาร

“เราต้องการสิ่งที่ถูกๆ เล็กๆ และเร็วๆ เพื่อเพิ่มลงในหุ่นยนต์ของเราเพื่อให้มันสามารถลิ้มรสได้: มันต้องถูกพอที่จะใช้ในห้องครัว เล็กพอที่จะใช้กับหุ่นยนต์ และเร็วพอที่จะใช้ขณะทำอาหาร” โซชัคกีกล่าว

การก่อสร้างและฝึกหุ่นยนต์

นักวิจัยได้ติดอุปกรณ์วัดความนำไฟฟ้า ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับความเค็ม ลงบนแขนหุ่นยนต์ ทำให้หุ่นยนต์สามารถเลียนแบบกระบวนการเคี้ยวและลิ้มรสของมนุษย์ได้ เมื่อนักวิจัยเตรียมอาหารไข่เจียวและมะเขือเทศ พวกเขาจะเปลี่ยนจำนวนมะเขือเทศและปริมาณเกลือในแต่ละจาน

ด้วยอุปกรณ์วัดความนำไฟฟ้า หุ่นยนต์สามารถ ‘ลิ้มรส’ อาหารในลักษณะแบบตารางและประมวลผลผลลัพธ์ในเวลาไม่นาน

นักวิจัยได้เทส่วนผสมไข่ลงในเครื่องปั่นและให้หุ่นยนต์ลิ้มรสอีกครั้ง ซึ่งเลียนแบบการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสที่เกิดจากการเคี้ยว

เทคนิคนี้ยังคงเป็นการพิสูจน์แนวคิด แต่นักวิจัยเชื่อว่าหุ่นยนต์จะสามารถสร้างอาหารที่มนุษย์ชอบได้ในอนาคต และอาจสร้างอาหารที่มีการปรับแต่งตามความชอบส่วนบุคคลได้

“เมื่อหุ่นยนต์เรียนรู้ที่จะทำอาหาร เช่นเดียวกับคนอื่นๆ มันจำเป็นต้องมีสัญญาณว่ามันทำได้ดีเพียงใด” ดร. อับดูลาลีกล่าว “เราต้องการให้หุ่นยนต์เข้าใจแนวคิดเรื่องรสชาติ ซึ่งจะทำให้มันเป็นหุ่นยนต์ที่ดีขึ้น ในการทดลองของเรา หุ่นยนต์สามารถ ‘เห็น’ ความแตกต่างของอาหารขณะเคี้ยวได้ ซึ่งทำให้มันสามารถลิ้มรสได้ดีขึ้น”

ดร. มูฮัมหมัด ว. ชุห์ตัย เป็นนักวิทยาศาสตร์ระดับสูงจาก Beko

“Beko มีเป้าหมายที่จะนำหุ่นยนต์มาใช้ในบ้านที่ปลอดภัยและใช้งานง่าย” เขากล่าว “เรามั่นใจว่าการพัฒนาหุ่นยนต์เชฟจะมีบทบาทสำคัญในครัวเรือนและบ้านพักคนสูงอายุในอนาคต ผลลัพธ์นี้เป็นก้าวสำคัญในด้านการทำอาหารของหุ่นยนต์ และโดยใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องและอัลกอริทึมการเรียนรู้ลึก การเคี้ยวจะช่วยให้หุ่นยนต์เชฟปรับแต่งรสชาติสำหรับอาหารและผู้ใช้ต่างๆ ได้”

การวิจัยได้รับการสนับสนุนจาก Beko และสภาวิจัยวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ทางกายภาพ (EPSRC) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งขององค์การวิจัยและนวัตกรรมแห่งสหราชอาณาจักร (UKRI)