Tehisintellekt teeb tervisele ideaalse burgeri

BurgerAI suudab tehisintellekti abil koostada just teile sobivaima burgeri, arvestades vanust, maitse-eelistusi, tervist ja looduskaitset.

Stanfordi teadlane Ellen Kuhl hindab, et maailmas on ligikaudu 10^43 (kümme 43s astmes) võimalikku burgeriretsepti. Tema laboris loodud uus tööriist BurgerAI suudab nüüd tehisintellekti abil koostada just teile sobivaima burgeri, võttes arvesse teie vanust, maitse-eelistusi, toitumisvajadusi ja isegi kestlikkuse eesmärke.

BurgerAI võime pakkuda suurepärase maitsega, toitumisalaselt tasakaalustatud ja keskkonnasäästlikult koostatud burgerit on siiski vaid osa loost. Veelgi olulisem on see, et see arendus tähistab muutust tehisintellekti arengus: AI liigub ennustamiselt disainimisele.

„Enamik tehisintellekti süsteeme on treenitud ennustama seda, mis juba olemas on. Meie tahtsime, et AI leiutaks selle, mis peaks järgmisena olemas olema,“ selgitas Stanfordi ülikooli inseneriteaduskonna masinaehituse professor Ellen Kuhl, kes juhib nüüd Stanford Bio-X-i – interdistsiplinaarset eluteaduste instituuti, mis ühendab meditsiini, inseneriteaduste ja loodusteaduste teadlasi. „BurgerAI ei küsi: „Milline burger on kõige tõenäolisem?“ Ta küsib hoopis: „Milline burger täidab kõige paremini need olulised ja keerukad eesmärgid?““

Foto: pedro furtado

Toiduvalikud on olulised otsused, mida inimesed iga päev teevad

Kuhli sõnul on toit bioteaduste järgmine suur arengusuund. See ühendab inimkogemuse ja kultuuri, tervise ja toitumise ning keskkonnamõju – teemad, mis pakuvad huvi teadlastele meditsiini, inseneriteaduste, kestlikkuse, humanitaarteaduste ja paljude teiste valdkondade piirialadel.

„Toiduvalikud on ühed kõige olulisemad otsused, mida inimesed iga päev teevad,“ ütles Kuhli laboris töötav Schmidt Science’i järeldoktor Vahidullah Tac. „Toit oli lihtne motivaator. Ühe noolega saab tabada kahte märki – planeedi tervist ja inimese tervist. See on väga mõjuka potentsiaaliga uurimisvaldkond.“

Seetõttu osutus toit Bio-X programmi jaoks ideaalseks katsekeskkonnaks. Kuhli uurimisrühm avaldas hiljuti kaks BurgerAI-teemalist teadusartiklit, mille esiautor on Tac. Esimeses tutvustatakse BurgerAI-d, teises näidatakse, et samad matemaatilised põhimõtted, millel BurgerAI põhineb, on aluseks ka laiemalt difusioonimudelitel põhinevale generatiivsele tehisintellektile ning loovad seoseid materjalidisaini, füüsika ja inseneriteadustega.

„Sajandeid on toidu disainimine põhinenud intuitsioonil, kogemusel ning katse-eksituse meetodil,“ lisas Kuhl. „Me hakkame näitama, et tehisintellekt võib muuta toidudisaini kvantitatiivseks teaduseks, millel on rakendusi ka paljudes teistes olulistes valdkondades.“

Täiesti uued burgeriretseptid läbisid maitseproovi

BurgerAI õppis 2216 Food.com-i burgeriretsepti põhjal tundma koostisosade kombinatsioonide ja koguste mustreid ning hakkas seejärel looma täiesti uusi burgeriretsepte. Seejärel võrdleb süsteem loodud retsepte inimeste maitse- ja tekstuurieelistustega. Tulemuseks on täiesti uudsed burgerid, mis on optimeeritud maitse, kestlikkuse ja toiteväärtuse seisukohalt ning kohandatud inimese soo, vanuse ja kehalise aktiivsuse järgi.

Lõplikuks proovikiviks ei olnud siiski arvutisimulatsioon, vaid päris kokandus. Teadlased lasid professionaalsetel kokkadel valmistada viis BurgerAI loodud burgerit ning pakkusid neid San Francisco restoranis 101 inimesele “pimedas” maitsetestis.

Võrreldes Big Maciga said AI loodud kaks Delicious Burgeri varianti restoranis läbiviidud maitsetestis üldise meeldivuse, maitse ja tekstuuri osas sama kõrge või isegi kõrgema hinnangu. AI loodud seeneburgeri Mushroom Burger keskkonnamõju oli enam kui kümme korda väiksem ning oaburgeri Bean Burger toiteväärtus peaaegu kaks korda kõrgem kui Big Macil.

„AI ei loonud lihtsalt usutavaid burgeriretsepte – ta lõi burgereid, mis päris inimestele tõepoolest maitsevad,“ ütles Kuhl. „See võib tunduda lihtne, kuid tähendab tegelikult, et mudel õppis ära, mis muudab toidu inimese maitsemeeltele meeldivaks, ning suutis peaaegu lõpmatus võimalike burgerikombinatsioonide ruumis leida reaalselt toimivad lahendused.“

Burger on alles algus!

Tac tunnistas, et jätkusuutlike burgerite edu üllatas teda ennastki. „Eeldasime, et kestlikkuse ja tarbijate rahulolu vahel tuleb teha kompromiss,“ ütles ta. „Kuid leidsime burgeri, mille keskkonnamõju oli märkimisväärselt väiksem, kuid mis suutis siiski konkureerida ühe maailma edukama burgeriga.“

Tacile ja Kuhlile ei ole BurgerAI tegelikult üldse burgeritest rääkiv projekt. See on tõestus selle kohta, et tehisintellekti saab kasutada palju laiemalt keerukate lahenduste kavandamiseks.

Sama generatiivse disaini raamistikku võiks rakendada ravimite väljatöötamisel, uute materjalide loomisel, biomolekulide kavandamisel ja teiste keerukate süsteemide arendamisel, kus võimalike lahenduste arv on tohutu. Nii nagu toidu puhul tuleb leida tasakaal maitse, toiteväärtuse, hinna ja keskkonnamõju vahel, tuleb ka paljude ühiskonna suurimate probleemide lahendamisel arvestada mitme omavahel konkureeriva eesmärgiga. Kui tehisintellekt suudab aidata retseptide loomisel selliseid kompromisse leida, võib see aidata avastada ka uusi ravimeid, kavandada uudseid materjale ja luua kestlikumaid tooteid.

„Burger on alles algus,“ kinnitas Kuhl. „Me näeme toitu mudelsüsteemina palju suurema visiooni jaoks – tehisintellekt kui teaduslike ja insenertehniliste avastuste partner.“

Viide uuringule

Generative artificial intelligence creates delicious, sustainable, and nutritious burgers

BurgerAI teadusartikli kaasautor oli Stanfordi meditsiinikooli Stanford Prevention Research Centeri teadusprofessor Christopher Gardner. Burgerite valmistamise juhised töötas välja peakokk Justin Schneider ning maitsetestid viisid läbi Alice Wistar ja Alex Weissman ettevõttest Palate Insights.

Uuringuid rahastasid Schmidt Science Fellows koostöös Rhodes Trustiga, Stanford Doerr School of Sustainability jätkusuutlikkuse kiirendi, Stanford Bio-X Snack Grant Program ning USA Riiklik Teadusfond (National Science Foundation).