По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 620.2(063) DOI:10.33920/igt-01-2406-04

Нейронные сети в пищевой технологии: достижения и перспективы

Г.А. Житков ФГБОУ ВО «Хабаровский государственный университет экономики и права», Хабаровск
Е.Р. Старикова ФГБОУ ВО «Хабаровский государственный университет экономики и права», Хабаровск
К.К. Шуменко ФГБОУ ВО «Хабаровский государственный университет экономики и права», Хабаровск
А.В. Алешков ФГБОУ ВО «Хабаровский государственный университет экономики и права», Хабаровск

Использование нейросетей в пищевых технологиях может помочь решить некоторые глобальные проблемы, такие как продовольственная безопасность и устойчивость пищевых систем. Актуальность данного обзора заключается в растущем спросе на эффективные, устойчивые и интеллектуальные решения для решения проблем, стоящих перед пищевой промышленностью.

Литература:

1. Agyekum A.A., Owusu E., & Osei E. (2021). Shelf-life prediction of packaged bread using deep learning. Food Control, 121, 107641.

2. Bogue R. (2018). Robots and automation in the food industry. Industrial Robot: An International Journal, 45(4), 447–453.

3. Bourlakis M., Maglaras G. & Gallear D. (2018). Introduction to the special issue on smart and sustainable food supply chain. Production Planning & Control, 29(3), 173–175.

4. Ceren Yılmaz, Aydin Temel, Cagcag Yolcu, Gamze Turan Modeling and optimization of process parameters in co-composting of tea waste and food waste: Radial basis function neural networks and genetic algorithm. Bioresource Technology. 2022. 363. Pp. 1–12.

5. Garcia-Martin J.F., Gamarra D. & Antolín R. (2021). Artificial intelligence in the agri-food industry: A review. Trends in Food Science & Technology, 111, 240–251.

6. Goodfellow I., Bengio Y. & Courville A. (2016). Deep learning. MIT Press.

7. Gómez M., Navarro M., & Peñalvo G.F. (2019). Convolutional neural networks applied to eval-uate the quality of food images. Food Control, 106, 106708.

8. Gunning D. & Aha D.W. (2019). DARPA's explainable artificial intelligence (XAI) program. AI Magazine, 40(2), 44–58.

9. Kamilaris A., Prenafeta-Boldú F.X. & Verheijen J. (2020). Deep learning in agriculture: A survey. Computers and Electronics in Agriculture, 147, 70–90.

10. Mishra P., Sharma A. & Kaur M. (2018). Artificial neural networks in food and biological engineering: A review. Journal of Food Process Engineering, 41(5), e12807.

11. Singh A.K., Verma A.K. & Kumar S. (2020). Detection of adulteration in milk using machine learning approach. Food Control, 112, 107108.

12. Sun D.W., Zeng X.A. & Mujumdar A.S. (2019). Artificial Intelligence in Food Processing. In D.W. Sun (Ed.), Handbook of Food Engineering (pp. 1–40). CRC Press.

13. Tahir H.M., Khan M.A., Sharma S. & Hassan M.M. (2021). Rapid detection and quantifi ca-tion of Escherichia coli in food samples using deep learning-based smartphone. Food Control, 122, 107816.

14. Zhang M., Guo B. & Li B. (2020). A review of neural networks in food processing. Critical Re-views in Food Science and Nutrition, 60(15), 2630–2642.

15. Zheng H., Wang S., Zhang Y. & Wu X. (2020). A review of computer vision techniques for food quality evaluation. Trends in Food Science & Technology, 99, 293–302.

16. Садовой В.В. Разработка научных принципов проектирования состава и совершенствования технологии многокомпонентных мясных изделий с использованием вторичных ресурсов пищевой промышленности: автореф. дис. на соиск. уч. степени д-ра техн. наук по спец-ти 05.18.04. — Ставрополь, 2007. — 38 с.

1. Agyekum A.A., Owusu E. & Osei E. (2021). Shelf-life prediction of packaged bread using deep learning. Food Control, 121, 107641.

2. Bogue R. (2018). Robots and automation in the food industry. Industrial Robot: An International Journal, 45(4), 447–453.

3. Bourlakis M., Maglaras G. & Gallear D. (2018). Introduction to the special issue on smart and sustainable food supply chain. Production Planning & Control, 29(3), 173–175.

4. Ceren Yılmaz, Aydin Temel, Cagcag Yolcu, Gamze Turan. Modeling and optimization of process parameters in co-composting of tea waste and food waste: Radial basis function neural networks and genetic algorithm. Bioresource Technology. 2022. 363. Pp. 1–12.

5. Garcia-Martin J.F., Gamarra D. & Antolín R. (2021). Artificial intelligence in the agri-food industry: A review. Trends in Food Science & Technology, 111, 240–251.

6. Goodfellow I., Bengio Y. & Courville A. (2016). Deep learning. MIT Press.

7. Gómez M., Navarro M. & Peñalvo G.F. (2019). Convolutional neural networks applied to eval-uate the quality of food images. Food Control, 106, 106708.

8. Gunning D. & Aha D.W. (2019). DARPA's explainable artificial intelligence (XAI) program. AI Magazine, 40(2), 44–58.

9. Kamilaris A., Prenafeta-Boldú F.X. & Verheijen J. (2020). Deep learning in agriculture: A survey. Computers and Electronics in Agriculture, 147, 70–90.

10. Mishra P., Sharma A. & Kaur M. (2018). Artificial neural networks in food and biological engineering: A review. Journal of Food Process Engineering, 41(5), e12807.

11. Singh A.K., Verma A.K. & Kumar S. (2020). Detection of adulteration in milk using machine learning approach. Food Control, 112, 107108.

12. Sun D.W., Zeng X.A. & Mujumdar A.S. (2019). Artificial Intelligence in Food Processing. In D.W. Sun (Ed.), Handbook of Food Engineering (pp. 1–40). CRC Press.

13. Tahir H.M., Khan M.A., Sharma S. & Hassan M.M. (2021). Rapid detection and quantification of Escherichia coli in food samples using deep learning-based smartphone. Food Control, 122, 107816.

14. Zhang M., Guo B. & Li B. (2020). A review of neural networks in food processing. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(15), 2630-2642.

15. Zheng H., Wang S., Zhang Y. & Wu X. (2020). A review of computer vision techniques for food quality evaluation. Trends in Food Science & Technology, 99, 293–302.

16. Sadovoj V.V. Razrabotka nauchnyh principov proektirovanija sostava i sovershenstvovanija tehnologii mnogokomponentnyh mjasnyh izdelij s ispol'zovaniem vtorichnyh resursov pishhevoj promyshlennosti: avtoref. dis. na soisk. uch. stepeni d-ra tehn. nauk po spec-ti 05.18.04. — Stavropol', 2007. — 38 s.

Искусственный интеллект стал мощным инструментом для решения сложных задач во многих отраслях промышленности, включая пищевые технологии [3]. Нейронные сети, подмножество методов искусственных интеллектов, вдохновлены биологической структурой и функционированием человеческого мозга и продемонстрировали исключительную эффективность в широком спектре приложений [6]. В последние годы нейронные сети все чаще используются в пищевой промышленности для оптимизации процессов, обеспечения качества и безопасности продуктов питания и разработки инновационных продуктов [12].

В 2023 г. развитие искусственного интеллекта, получило мощный стимул, заключающийся в появлении целого спектра нейросетевых технологий, доступных широкому кругу пользователей, такие как Chat GPT, Midjourney, Consensus, Chat BA, не оставляет сомнения, что в ближайшее время искусственный интеллект будет включен в базовые операции большинства отраслей народного хозяйства. В этой связи целью данной работы стал всесторонний обзор текущего состояния и достижений в области применения нейронных сетей в пищевых технологиях. Значение данного исследования заключается в том, что оно предлагает ценные идеи для исследователей, специалистов отрасли и политиков, стремящихся использовать искусственный интеллект для разработки эффективных, устойчивых и интеллектуальных решений в пищевой промышленности. В 2007 г. российский исследователь Садовой В.В. первым применил нейросеть в развитии пищевых технологий, разработав с ее помощью концепцию проектирования многокомпонентных мясных продуктов с использованием вторичных ресурсов пищевой промышленности [16].

Комплексный анализ доступных нам источников показал, что основными целями применения нейросетей в пищевых технологиях являются: оптимизация параметров обработки пищевых продуктов обеспечение идентификации и качества продукции, улучшение управления запасами и сокращение пищевых отходов (таблица 1).

Эффективность нейронных сетей зависит от качества и количества данных, используемых для обучения и проверки. Получение достаточных, точных и репрезентативных данных для применения в пищевых технологиях может быть затруднено из-за таких факторов, как изменчивость сырья, условий процесса и методов измерения.

Для Цитирования:
Г.А. Житков, Е.Р. Старикова, К.К. Шуменко, А.В. Алешков, Нейронные сети в пищевой технологии: достижения и перспективы. Товаровед продовольственных товаров. 2024;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: