04/05/2022
Door Ad Spijkers
Engelse onderzoekers hebben een robotchef getraind om voedsel in verschillende stadia van het kauwproces te proeven en zo te beoordelen of het voldoende gekruid is.
In samenwerking met Beko, fabrikant van huishoudelijke apparaten, hebben onderzoekers van de University of Cambridge hun robotchef getraind om de zoutheid van een gerecht in verschillende stadia van het kauwproces te beoordelen, waarbij ze een soortgelijk proces bij mensen nabootsten. Hun resultaten kunnen nuttig zijn bij de ontwikkeling van geautomatiseerde of semi-automatische voedselbereiding door robots te helpen te leren wat goed smaakt en wat niet, waardoor ze betere koks worden.
Kauwen
Wanneer we op ons voedsel kauwen, merken we een verandering in textuur en smaak. Als we midden in de zomer bijvoorbeeld in een verse tomaat bijten, komen er sappen vrij. Terwijl we kauwen, waarbij zowel speeksel als spijsverteringsenzymen vrijkomen, verandert onze perceptie van de smaak van de tomaat.
De robotchef in Cambridge is al 'opgeleid' om omeletten te maken op basis van de feedback van menselijke proevers. De robot 'proefde' negen verschillende variaties van een eenvoudig gerecht van roerei en tomaten in drie verschillende stadia van het kauwproces en maakte 'smaakkaarten' van de verschillende gerechten.
De onderzoekers ontdekten dat deze 'taste as you go' benadering het vermogen van de robot om snel en nauwkeurig de zoutheid van het gerecht te beoordelen aanzienlijk verbeterde. Dit in vergelijking met andere elektronische smaaktechnologieën, die slechts een enkel gehomogeniseerd monster testen.
Perceptie
De perceptie van smaak is een complex proces bij de mens dat zich in de loop van miljoenen jaren heeft ontwikkeld. Het uiterlijk, de geur, de textuur en de temperatuur van voedsel hebben allemaal invloed op hoe we smaak waarnemen. Het speeksel dat tijdens het kauwen wordt geproduceerd, helpt bij het transporteren van chemische verbindingen in voedsel naar smaakreceptoren, meestal op de tong. De signalen van smaakreceptoren worden doorgegeven aan de hersenen. Zodra onze hersenen zich bewust zijn van de smaak, beslissen we of we het eten lekker vinden of niet. Tijdens het proeven, geeft het kauwen ook continue feedback aan onze hersenen.
Smaak is individueel. Sommige mensen houden van pittig eten, terwijl anderen een zoetekauw zijn. Een goede kok vertrouwt op zijn gevoel voor smaak en kan de verschillende smaken in een gerecht in evenwicht brengen om een goed afgerond eindproduct te maken. De meeste (thuis)koks proeven terwijl ze bezig zijn. Ze proeven een gerecht tijdens het kookproces om te controleren of de smaakbalans klopt. Als robots worden ingezet voor bepaalde aspecten van voedselbereiding is het belangrijk dat ze kunnen 'proeven' wat ze koken.
De huidige methoden van elektronisch testen nemen slechts een enkele momentopname van een gehomogeniseerd monster waar. De onderzoekers wilden een realistischer proces van kauwen en proeven in een robotsysteem nabootsen, wat zou moeten resulteren in een smakelijker eindproduct.
Testmethode
De onderzoekers hadden iets goedkoops, kleins en snels nodig om aan hun robot toe te voegen zodat hij kon proeven. Hij moet goedkoop genoeg zijn om in een keuken te gebruiken, klein genoeg voor een robot en snel genoeg om te gebruiken tijdens het koken. Om het menselijke proces van kauwen en proeven in hun robotchef na te bootsen, bevestigden de onderzoekers een geleidingssonde, die fungeert als een zoutgehaltesensor, aan een robotarm. Ze maakten roerei en tomaten, met variërend aantal tomaten en hoeveelheid zout in elk gerecht. Met behulp van de sonde 'smaakte' de robot de gerechten op een rasterachtige manier en gaf hij binnen enkele seconden een meetwaarde terug.
Om de verandering in textuur als gevolg van kauwen na te bootsen, deed het team het eiermengsel vervolgens in een blender en liet de robot het gerecht opnieuw testen. De verschillende metingen op verschillende punten van 'kauwen' produceerden smaakkaarten van elk gerecht. De resultaten toonden een significante verbetering in het vermogen van robots om zoutheid te beoordelen ten opzichte van andere elektronische proefmethoden, die vaak tijdrovend zijn en slechts één enkele meting opleveren.
Hoewel hun techniek een proof of concept is, zeggen de onderzoekers dat robots door het imiteren van de menselijke processen van kauwen en proeven, uiteindelijk in staat zullen zijn om voedsel te produceren waar mensen van zullen genieten en dat kan worden aangepast aan de individuele smaak. Als een robot leert koken zoals elke andere kok heeft hij aanwijzingen nodig over hoe goed hij het deed. De onderzoekers willen dat de robots het concept 'smaak' begrijpen, waardoor ze betere koks worden. In de experimenten kan de robot het verschil in het voedsel 'zien' terwijl het wordt gekauwd, waardoor hij beter kan proeven.
Naar de keuken
Beko heeft een visie om robots in de thuisomgeving te brengen die veilig en gebruiksvriendelijk zijn. Het bedrijf gelooft dat de ontwikkeling van robotchefs in de toekomst een grote rol zal spelen in drukke huishoudens en aanleunwoningen. Dit resultaat is een stap voorwaarts in robotkoken. Door machine learning en deep learning algoritmen te gebruiken, zal kauwen robotchefs helpen de smaak aan te passen aan verschillende gerechten en gebruikers.
In de toekomst willen de onderzoekers de robotchef verbeteren, zodat hij verschillende soorten voedsel kan proeven en zijn waarnemingsvermogen verbeteren, zodat hij bijvoorbeeld zoet of vettig voedsel kan proeven.
Foto: screenshot video University of Cambridge