تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

[إعلان 1]

الحاجة إلى الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

بالإضافة إلى توفير الفرص لحل التحديات الصناعية المعقدة، تعمل الذكاء الاصطناعي أيضًا على تغيير المشهد التجاري العام. تستجيب الشركات لاتجاهات المستهلكين وتطرح المنتجات في السوق بشكل أسرع من أي وقت مضى، ويبدأ المستهلكون في توقع ذلك. لمواكبة الاتجاهات والنجاح في استراتيجيات طرح المنتجات في السوق، يجب أن تكون وتيرة ابتكار المنتجات أسرع من أي وقت مضى.

*الاستثمار في الذكاء الاصطناعي من عام 2000 إلى عام 2023*

تقليديا، كانت دورة تطوير المنتجات الجديدة لشركات الأغذية منذ البداية وحتى طرحها على الرف تعاني من المعلومات المحدودة والبيانات المجزأة. ينشأ هذا التعقيد من جوانب مختلفة لدورة العملية، بما في ذلك التسويق، والبحث والتطوير، والمبيعات. وتؤدي هذه التحديات إلى بطء عملية اتخاذ القرار ودورات ابتكار طويلة.

ولذلك فليس من المستغرب أن تفشل نحو 80% من عمليات إطلاق المنتجات الغذائية، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى عدم قبول المستهلك لها. تساعد الذكاء الاصطناعي في معالجة هذه التحديات بشكل فعال من خلال تقليل الحاجة إلى الاختبارات المكثفة وتعزيز التعاون بين الإدارات باستخدام شبكات البيانات القوية. يمكنه تبسيط العملية بأكملها من خلال تحسين تركيبات المنتج، ومعلمات العملية، وتحليل اتجاهات السوق.

وتقول ميريام أوبرال، مديرة البحث والتطوير السابقة في شركة كرافت هاينز ويونيليفر: "إن الأجندة الرقمية بأكملها ذات صلة ومثيرة للاهتمام، لأنه إذا تم تنفيذها بشكل جيد، فإنها تعمل على تسريع الأمور حقًا". "تجنب الكثير من التجارب والأخطاء التي تقوم بها مؤسسات البحث والتطوير التقليدية، وكن أكثر قدرة على التنبؤ."

دور الذكاء الاصطناعي في دفع عجلة الابتكار في صناعة الأغذية

زيادة فهم المستهلك وتوليد الأفكار . تعمل الذكاء الاصطناعي على إعادة تشكيل عملية تطوير المنتجات الجديدة من خلال الاستفادة من نهج متعدد الأبعاد قائم على البيانات.

أولاً، تقوم الذكاء الاصطناعي بتفسير الاتجاهات في الوقت الفعلي من مصادر خارجية، وجمع المعلومات حول آراء المستهلكين ومشاعرهم. يتضمن ذلك تحليلات وسائل التواصل الاجتماعي، وتتبع الكلمات الرئيسية، واستخدام برامج المحادثة الآلية للاستطلاعات، وتحليل الصور.

ثانياً، يمتد الذكاء الاصطناعي أيضاً إلى أجهزة استشعار إنترنت الأشياء (IoT)، التي تجمع بيانات المستهلكين حول اختيارات المنتجات وتفضيلات الطهي. علاوة على ذلك، قم بإجراء التحليلات والاستفادة من بيانات المبيعات التاريخية واتجاهات السوق للتنبؤ بدقة باحتياجات المستهلكين وتفضيلاتهم، وتحسين توقيت إطلاق المنتجات الجديدة، والتكيف مع تغييرات السوق.

TasteGPT هو برنامج ذكاء اصطناعي متعدد الأغراض من Tastewise مصمم لمساعدة المستخدمين في الحصول على رؤى مخصصة بشكل أسرع من أي وقت مضى.

تُعد شركة Tastewise الناشئة مثالاً رئيسيًا على استخدام الذكاء الاصطناعي لإلهام تطوير منتجات جديدة. قامت الشركة بتطوير برنامج يجمع كميات هائلة من البيانات من مصادر مختلفة (وسائل التواصل الاجتماعي، المراجعات، القوائم، الوصفات...) للتعرف على اتجاهات الطعام الناشئة وأذواق المستهلكين.

يعد هذا البرنامج أداة قيمة لشركات الأغذية لأنه يساعد في إنشاء المنتجات المرغوبة والمفضلة لدى المستهلكين.

اكتشف مكونات طعام جديدة . وفي دورة تطوير المنتجات الجديدة، يمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا تسريع اكتشاف مكونات غذائية جديدة، وتحسين عملية فحص وتوصيف مواد المكونات. تقوم الشركات الناشئة في جميع أنحاء العالم بالبحث والتطوير لإيجاد خوارزمية فعالة لدعم عملية اكتشاف الطعام. على سبيل المثال، تستخدم شركتا Ginkgo Bioworks وArzeda مزيجًا من التصميم الحاسوبي والذكاء الاصطناعي لإنشاء بروتينات وإنزيمات جديدة. وفي الوقت نفسه، تستخدم شركة Amai Proteins الذكاء الاصطناعي لتصميم بروتينات جديدة ومحسنة تنتج خصائص ونكهات مختلفة.

البحث والتطوير والتحسين . تلعب الذكاء الاصطناعي دورًا محوريًا في التنبؤ بخصائص المنتجات الغذائية المتنوعة وتعزيزها. ويقترح نسب المكونات لتتناسب مع ملفات تعريف النكهة ويقدم بدائل أكثر صحة مع الاحتفاظ بالنكهة.

بالإضافة إلى ذلك، يدعم الذكاء الاصطناعي تقييم نسيج المنتج الغذائي، مما يضمن أن خصائص المنتج تلبي التوقعات. وعلى الجانب الغذائي، تعمل الذكاء الاصطناعي على تحسين الوصفات لتحقيق أهداف محددة، سواء كان ذلك تقليل محتوى السكر أو زيادة مستويات البروتين، مع التنبؤ بالتركيبة الغذائية لتتوافق مع متطلبات الملصق.

في الآونة الأخيرة، اعتمدت شركات الأغذية الذكاء الاصطناعي في دورة البحث والتطوير الخاصة بها، مما أدى إلى تقليص وقت تطوير المنتج ومعالجته من أشهر إلى أيام فقط. استخدمت شركة يونيليفر الذكاء الاصطناعي لإنشاء منتجات منخفضة الملح، مما أدى إلى تسريع عملية تحليل النكهة من أشهر إلى أيام. قامت شركة كرافت هاينز باختبار خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين التكاليف ومستويات السكر والملح، وحصلت على نتائج ملحوظة. حقق التحليل الوصفي الكمي دقة تصل إلى 94% في إعادة إنتاج منتج الطماطم الأصلي.

تحسين الإنتاجية والتكاليف . بعد تطوير المنتجات الغذائية على نطاق المختبر، تواجه شركات الأغذية تحدي ترتيب الآلات وخطوط الإنتاج للإنتاج على نطاق واسع مع ضمان القدرة التنافسية وجودة المنتجات كما هو الحال على نطاق المختبر. توفر الذكاء الاصطناعي الحلول من خلال تحليل البيانات لتحديد الظروف المثالية لتوسيع نطاق الإنتاج.

وتقود الشركات الناشئة الرائدة مثل Animal Alternative Technologies وUmami Bioworks الطريق في هذا المجال، من خلال تطوير الملكية الفكرية والتكنولوجيا القابلة للتطوير من خلال الاستفادة من علم البيانات. ومن بين الشركات الناشئة البارزة الأخرى في هذا المجال شركة Eternal، التي تستخدم الذكاء الاصطناعي والروبوتات لأتمتة الاختبار والتحليل وتحسين تخمير الكتلة الحيوية. وتستفيد أيضًا الشركات المصنعة الكبرى التي تبحث عن مسار قابل للتطبيق ومستدام لإنتاج البروتين البديل على نطاق واسع من هذه التطورات.

تحديات تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

يقدم تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية العديد من الفوائد، بما في ذلك كفاءة التكلفة والسرعة والتخصيص والقدرات التنبؤية والرؤى من البيانات. ومع ذلك، تواجه هذه العملية أيضًا بعض التحديات.

البيانات التاريخية المحدودة : يفتقر المجال الناشئ مثل تكنولوجيا الأغذية إلى البيانات التاريخية لتغذية الخوارزمية، مما يجعل من الصعب توليد نتائج ذات معنى. إذا كان متاحًا، فيمكن العثور عليه غالبًا في مجموعة متنوعة من تنسيقات البيانات غير المنظمة والمتباينة. ومن ثم، هناك حاجة إلى التطوير لجعل بيانات الإدخال ذات الصلة في شكل أكثر قابلية للتعرف عليها.

تكاليف التنفيذ العالية : يمكن أن يكون إنشاء نظام الذكاء الاصطناعي وصيانته مكلفًا، خاصة بالنسبة للشركات الصغيرة. ومن ناحية أخرى، قد لا تكون الأنظمة الحالية للشركات الكبيرة مناسبة للمستقبل، وبالتالي تتطلب استثمارات كبيرة لمواصلة تطويرها.

التعقيدات القانونية والأخلاقية : إن التعقيد المتزايد لأنظمة الذكاء الاصطناعي، وخاصة في التطبيقات التنبؤية، يثير تحدي المساءلة من منظور قانوني وأخلاقي لمعالجة الأخطاء والعواقب المحتملة للذكاء الاصطناعي. وعلاوة على ذلك، فإن تقييم تأثير الذكاء الاصطناعي على ثقافة الغذاء التقليدية أمر بالغ الأهمية لفهم تأثيره الشامل.

قضايا أمن البيانات : إن حماية البيانات الخاصة، مثل الوصفات السرية، مع تعزيز تبادل البيانات لتحسين تطبيقات الذكاء الاصطناعي، يمثل تحديًا معقدًا يتطلب آليات حوكمة فعالة. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الحماية ضد الهجمات الرقمية مهمة.

تغيير اللوائح : تتغير قوانين الغذاء بشكل متكرر، مما يتطلب من أنظمة الذكاء الاصطناعي مواكبة هذه التعديلات. بالإضافة إلى ذلك، تتطلب اللوائح في كثير من الأحيان التفسير، وهو ما قد لا تكون الذكاء الاصطناعي الحالي مناسبًا له.

التعاون متعدد التخصصات وتبادل المهارات : يتطلب الجمع بين الذكاء الاصطناعي والخبرة في مجال الأغذية التواصل الفعال بين الخبراء من مختلف المجالات (علماء الأغذية والمهندسين وعلماء البيانات). ويتطلب ذلك تسريع تبادل المهارات وبناء القدرات بين الإدارات المختلفة لاتخاذ قرارات متكاملة تعتمد على البيانات.

قبول المستهلك : إن تخفيف مخاوف المستهلكين ومخاوفهم بشأن الأغذية المنتجة بالذكاء الاصطناعي يتطلب إجراء بحث معمق وأصيل. إنها عملية بحث طويلة وخطيرة ومكلفة.

التأثير البيئي : بالإضافة إلى الكفاءة، يجب مراعاة تأثير الذكاء الاصطناعي على البيئة ومقارنته بفوائد تقليل التأثير البيئي. إن معالجة هذه التحديات أمر بالغ الأهمية لمساعدة صناعة الأغذية على الاستفادة من إمكانات الذكاء الاصطناعي، مع معالجة قيودها وتداعياتها المجتمعية بشكل استباقي.

آفاق تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

منذ أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، شهد العالم زيادة كبيرة في عدد الشركات الناشئة المتخصصة في تطوير المنتجات الغذائية القائمة على الذكاء الاصطناعي. ويكمن المفتاح في توفير حلول تعتمد على الذكاء الاصطناعي لمهام مثل تحليلات السوق، وتوقعات رؤى المستهلكين، والنمذجة التنبؤية لمعلمات المنتج والعملية.

نظام بيئي ناشئ لصناعة الأغذية يعتمد على الذكاء الاصطناعي.

تندمج الشركات الناشئة بشكل متزايد مع شركات الأغذية لتحفيز الابتكار - وهو الاتجاه الذي من المتوقع أن يكتسب المزيد من الزخم في المستقبل القريب. ومع ظهور تحديات تتعلق بجودة البيانات وقدرات المعالجة والأخلاقيات، فقد تغلغلت تطبيقات الذكاء الاصطناعي بالفعل بعمق في صناعة الأغذية. ولذلك، بمجرد تحديد آلية تطبيق متناغمة، فمن المتوقع أن يحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في صناعة الأغذية.

إن التآزر القوي بين الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الأغذية يشكل رابطًا لا مفر منه لمعالجة الطلب المتزايد على الغذاء ومتطلبات الاستدامة. من إلهام تصميم المنتج الجديد استنادًا إلى بيانات طلب المستهلك، إلى معلمات العملية الجديدة المقترحة التي يمكن أن تعمل على تحسين الإنتاجية وخفض التكاليف، ستساعد الذكاء الاصطناعي في تحسين كل خطوة في دورة تطوير المنتج الجديد لصناعة الأغذية في المستقبل.

(وفقًا لـ peakbridge.vc و ieeexplore.ieee.org)

[إعلان 2]
مصدر