经过数千年的积累,人类已经开发出了各色美味,但我们的味蕾却永远不知满足。谷歌一位AI开发者,为了探索新的可能,用AI来开发新的甜点食谱。AI在菜谱开发这一领域,是否会比人类更有想象力?
世界上的各色美食中,烘焙食品一直都占据着重要的地位。松软的面包、细腻的蛋糕、酥脆的饼干,都让人无法拒绝。烘焙不仅是一项烹饪技术,更像是一门艺术。将面粉、鸡蛋、奶油、糖等原料,以不同比例混合,经过一系列物理、化学反应,就会得到不同口味与质感的点心,如一个个精美的艺术品一般。
各色甜点从口感和视觉上,都给人以幸福感。时至今日,烘焙大师们已经开发出了诸如蛋挞、泡芙、千层酥等数十种经典甜点,但为了给广大吃货的味蕾带来新的体验和刺激,他们依然在不断研究、开发新品。
谷歌AI工程师Sara作为一名烘焙爱好者,也一直在探索新的可能。她将这一兴趣爱好和工作结合起来,利用AI来开发新的烘焙配方。和很多人一样,Google Cloud的AI工程师Sara,在因疫情而被迫宅家期间,把大量的时间都贡献给了厨房。Sara喜欢将工作与爱好相结合,探索有趣的事物。
Sara喜欢做烘焙,不过她发现,大多数人做烘焙时,都是从网上搜一些现成的配方,然后按部就班去做。这样的做法固然保险,但是却有很大局限性,很难有创新。可如果自己随意搭配,又很可能翻车,白白浪费了材料和时间。所以,了解烘焙配方背后的科学原理很重要,这样才能清楚每种原料、不同比例所带来的不同效果,从而摆脱固定配方的限制。
作为AI工程师,Sara认为这一项任务非常适合机器学习——用现有数据训练机器学习模型,让其掌握其中的规律,然后创造出我们想要的新配方。基于这一想法,Sara很快便构建了一个AI模型。该模型学习600种烘焙配方之后,对于输入配方,都能准确地判断出其烘焙结果是面包、蛋糕还是曲奇。
对于给定配方,AI模型能准确预测结果。接下来,Sara让掌握了烘焙原料配比秘诀的AI模型,创建一个蛋糕和曲奇的混合物配方,她为之命名为“cakie”(cake+cookie)。AI模型不负所望,按Sara的需求生成了精确的配方。Sara进行了亲自实验,发现在这个新配方的指引下,烤出来的“cakie”非常符合预期,味道也非常nice。
之后,Sara又让AI模型创建“面包饼干”的配方,“breakie”(bread+cookie),得到的结果也令她满意。Sara在博客详细介绍了这一模型的构建过程,让我们看看AI如何修炼成一位专业的烘焙师。
首先,Sara和她的同事从网上搜集了600多个配方构成配方数据集,包括面包、蛋糕和饼干。然后将其中常用的核心原料提取出来,共16种,包括面粉、酵母、牛奶、水、盐、蛋等。然后对这些配方中,各种原料的度量单位进行统一,比如,有的以“杯”为单位,有的以“勺”为单位,作者将其全部转换为“盎司”(1盎司≈28.35克)。
他们使用Google的AutoML Tables,构建了一个分类模型。创建新的表格模型后,就可以直接从csv、Google表格或BigQuery数据库导入数据。数据导入后,可以在“训练”标签中看到它们:用这些数据对模型进行训练之后,模型就掌握了每种烘焙品所对应的配方特点,从而能够进行更准确的预测。
通过分析,Sara进一步了解了AI模型在进行预测时的判断依据。结果显示,对于AI模型来说,烘焙配方中的每种成分,对于决策的重要性排名如下:模型预测时所依赖的重要指标:奶油、糖、酵母和鸡蛋。
事实上,在烘焙领域,早已有专业人士编写出《用科学方式了解面包的“为什么”》、《面包圣经》等介绍烘焙原理的书籍,但是对于业余爱好者来说,也许没有足够的时间或耐心去钻研。AI烘焙师则帮我们省去了这一步,你无需掌握科学原理,也可以让AI帮你创建符合自己口味的甜点,岂不美哉?
吃腻了常规菜品,近年来越来越多人开始追求创新菜。然而,现实是创新菜一不小心,就会变成让人望而却步的黑暗料理:青菜炒橘子、月饼炒辣椒、西瓜炒香蕉……在AI学习开发烘焙配方之前,也早已涉足菜谱研发领域。它是否会比人类厨师靠谱一些,创新的同时也避免翻车?
2019年,英国馅饼制造商Piglet's Pantry与一家商业贷款平台Esme Loans合作,让算法学习了数千种现有的英国特有的馅饼食谱(总计近100万字符的文本),然后学会发明数千种新的馅饼食谱。之后,经过人工实验筛选以及改进,将五种新的馅饼配方被选中用于生产,一些顾客试吃后,表示很美味。
但是,想象力过于丰富的AI,创新太多也难免失误。此前,一个即使学习了3万种食谱的AI,依然没能掌握各种食物的组合诀窍,生成了一些看起来就不忍下口的食谱。比如将蓝莓+菠菜+羊乳酪的搭配,以及培根+牛油果+桃子的搭配等等……一位好奇的吃货宝宝表示,味道一言难尽。
看来,AI开发菜谱的技能还不够稳定,甚至有时就是一些随机组合。所以广大吃货还需做好心理准备,把创新菜的任务交给AI,节省了时间也要承担一定的风险。