Если самоуправляемые автомобили могут идентифицировать такие объекты, как другие автомобили или светофоры, почему бы не использовать искусственный интеллект (ИИ) для выявления вредных бактерий в пище?
Оказывается, это не такая уж надуманная идея. Предлагаем вашему вниманию перевод статьи издания Food Safety News о перспективах использования ИИ для обеспечения безопасности пищевых продуктов.
«Люди используют искусственный интеллект, чтобы изменить свою жизнь, — говорит Луяо Ма, исследователь из Департамента пищевой науки и технологий Калифорнийского университета в Дэвисе. — Как ученые-пищевики, мы можем привнести эти знания в сельскохозяйственную продовольственную систему».
Этот оптимистичный взгляд на будущее безопасности пищевых продуктов освещен в недавнем научном отчете, основанном на исследовании университета, в котором изучается, как искусственный интеллект может повысить безопасность пищевых продуктов. Ведущий автор исследования Луяо Ма и ее коллеги обнаружили, что метод, использующий искусственный интеллект и оптическую визуализацию, может быстро и точно идентифицировать бактерии в пище.
Нитин Нитин, профессор пищевой науки и технологии и один из авторов отчета, разделяет оптимизм Ма по этому поводу, говоря, что с помощью такого рода достижений «мы можем обеспечить еще более высокий уровень безопасности пищевых продуктов».
«Безопасность пищевых продуктов является неотъемлемой частью пищевого бизнеса, поэтому, если мы сможем укрепить эту область, предложив экономически эффективный, быстрый, высокочувствительный и специфический подход, я думаю, что этот метод по мере его развития в целом должен придать потребителям больше уверенности в наших системах питания», — сказал Нитин.
Об искусственном интеллекте
Несмотря на всю шумиху вокруг искусственного интеллекта, большинство людей не до конца понимают, что это такое. Если упростить, то ИИ можно отнести к компьютерным системам, загруженным данными, которые могут выполнять работу, которую до недавнего времени мог выполнять только человек. Это будет включать в себя рассуждения, принятие решений, решение проблем, распознавание речи, выявление закономерностей, составление письменного контента, управление автомобилем и анализ данных. Другими словами, ИИ — или его еще можно назвать «механическим интеллектом» — может использовать загруженные данными компьютерные системы для достижения или превосходства человеческого интеллекта.
Некоторые рассматривают ИИ как способ и возможность снизить эксплуатационные расходы, основываясь на том, что, по их мнению, данная технология обладает потенциалом для повышения точности при выполнении повторяющихся задач, в том числе при сборке транспортных средств. Другие говорят, что он может быстро создавать новый контент, такой как статьи, отчеты, сценарии фильмов, юридические сводки или даже изображения и популярные мелодии.
Но некоторые люди опасаются, что это приведет к потере рабочих мест из-за возросшей автоматизации. Они также опасаются, что это потенциально может привести к росту дезинформации.
И люди спрашивают: является ли это началом революции в области искусственного интеллекта?
Искусственный интеллект и безопасность пищевых продуктов
Согласно отчету Калифорнийского университета в Дэвисе, с развитием технологий искусственного интеллекта разработка и внедрение цифровых систем питания становятся все более возможными.
Университетское исследование включало получение цифровых изображений салата ромэн, поскольку о нем часто сообщалось как о переносчике вспышек кишечной палочки, с помощью обычного микроскопа, оснащенного белым светом. Затем программное обеспечение с поддержкой искусственного интеллекта было использовано для обнаружения и идентификации бактериальных микроколоний. Было установлено, что использование этого метода для обнаружения бактерий является простым, экономически эффективным и быстрым подходом по сравнению с обычными способами обнаружения патогенов.
Результаты были хорошими. Используя этот метод, называемый YOLO, они точно идентифицировали 11 из 12 образцов салата-латука, которые были заражены кишечной палочкой.
Еще одним несомненным плюсом является то, насколько быстро бактерии могут быть обнаружены и идентифицированы. Анализ может быть завершен в течение 3 часов.
«Это очень быстрый скрининг, — сказала Ма. — Как только пища обработана, ее можно протестировать, и в тот же день вы можете убедиться в отсутствии патогенных микроорганизмов».
В отличие от этого, стандартные методы обнаружения на основе культивирования могут занять от 5 до 7 дней, к этому времени продукты, скорее всего, уже будут распределены по цепочке поставок и употреблены в пищу.
Согласно отчету, раннее выявление микробного загрязнения пищевых продуктов критически важно для безопасности потребителей и предотвращения вспышек инфекционных заболеваний. По оценкам, потребление зараженных пищевых продуктов ежегодно вызывает 550 миллионов заболеваний (почти у 1 из 10 человек) и 230 000 смертей во всем мире.
Нинтин, коллега-исследователь Ма, сказал, что с помощью YOLO кишечную палочку можно отличить от 7 других видов бактерий пищевого происхождения, включая сальмонеллу, со средней точностью 94 процента. «Существует потенциал для создания автоматизированных проверок безопасности пищевых продуктов с использованием этого метода искусственного интеллекта», — сказал он.
Кроме того, методы, используемые в настоящее время для большинства тестов на патогены, требуют сложного оборудования и специализированного персонала, которые, как говорится в исследовании, менее доступны для пищевой промышленности.
Помимо проблем со здоровьем, раннее выявление патогенных микроорганизмов также значительно снижает бизнес-издержки, связанные с отзывом продуктов питания и ответственностью.
О перспективах использования ИИ для обеспечения безопасности пищевых продуктов
«Это определенно область, представляющая интерес для пищевой промышленности с возможностями в области безопасности пищевых продуктов», — сказала Хизер Гарлич, пресс-секретарь Ассоциацией пищевой промышленности FMI.
Грег Комар, директор по технологиям Калифорнийского соглашения о маркетинге листовой зелени, разделяет заинтересованность FMI в этом.
«Наша организация занимается повышением безопасности пищевых продуктов, — сказал он. — Хотя сейчас мы не используем искусственный интеллект, в настоящее время мы исследуем его как инструмент. По большому счету, мы рассматриваем любой инструмент, который поможет нам повысить безопасность пищевых продуктов на основе из листовой зелени».
Дональд Шаффнер, научный редактор Института пищевых технологов и заслуженный профессор Кафедры пищевых наук Ратгерского университета, сказал, что исследование, посвященное искусственному интеллекту и безопасности пищевых продуктов, ясно демонстрирует перспективность этой технологии. «Но важно, — подчеркнул он, — что предстоит еще много работы, чтобы в полной мере реализовать эту идею». Некоторые данные, содержащиеся в исследовании, были получены из микроколоний на чашках Петри, которые представляют собой идеальную модельную систему, Шаффнер отметил, что пищевые продукты гораздо сложнее.
«Также важно отметить, что эта технология ограничена бактериями, которые обнаруживаются на поверхностях, — сказал он. — Успешно визуализировать микроколонию, внедренную в такой продукт, как гамбургер, было бы гораздо сложнее».
И хотя в исследовании действительно изучается применение технологии в образцах салата ромэн, и технология способна обнаруживать относительно низкие уровни бактерий (например, 100 бактерий или 10 000 бактерий), Шаффнер сказал, что следует отметить, что часто, когда патогенные бактерии присутствуют в пищевых продуктах, они присутствуют в более низких концентрациях.
Брайан Хичкок, главный специалист по науке и технологиям Института пищевых технологов, поспешил заявить, что постоянное совершенствование и инновации имеют решающее значение для безопасности пищевых продуктов в быстроразвивающейся пищевой системе, поэтому «приятно видеть инновации на стыке искусственного интеллекта и микробиологии». Но он также заметил, что на этом раннем этапе трудно окончательно оценить потенциал технологии в отрасли. Но перспектива получения быстрых и точных данных о безопасности пищевых продуктов с помощью этого нового подхода, несомненно, интригует.
Тем не менее, он отметил, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы лучше понять все возможности и ограничения методов микробиологического обнаружения инфекций на основе искусственного интеллекта в реальных сценариях обеспечения безопасности пищевых продуктов.
И хотя искусственный интеллект потенциально может помочь в предотвращении вспышек и болезней, Хичкок сказал, что по-прежнему важно соблюдать основные правила безопасности пищевых продуктов, такие как надлежащая производственная практика, надлежащая уборка и санитария, тщательное приготовление пищи и регулярное тестирование, чтобы свести к минимуму риск появления вредных бактерий, таких как кишечная палочка, в продуктах питания.
Виктор Красильников, sfera.fm
