L'intelligenza artificiale progetta l'hamburger ideale in termini di gusto, salute e rispetto per il pianeta
L'intelligenza artificiale, addestrata su 2.216 ricette, ha creato hamburger che, in una degustazione alla cieca con 100 partecipanti, hanno ottenuto un punteggio pari o superiore a quello di un famoso hamburger da fast food
La ricercatrice di Stanford Ellen Kuhl stima che al mondo esistano circa 1043 potenziali ricette di hamburger. E grazie a BurgerAI, un nuovo strumento sviluppato nel suo laboratorio, l’intelligenza artificiale è ora in grado di ideare la ricetta migliore per te in base alla tua età, ai tuoi gusti, alle tue esigenze nutrizionali e persino ai tuoi obiettivi di sostenibilità.
Ma la capacità di BurgerAI di suggerire un hamburger gustoso, nutrizionalmente completo e prodotto in modo sostenibile è solo una parte della storia. Più in generale, questa innovazione preannuncia un cambiamento per l’IA stessa: il passaggio dall’IA predittiva a quella progettuale.
«La maggior parte dei sistemi di IA è addestrata a prevedere ciò che già esiste. Volevamo che l’IAinventasseciò che dovrebbe esistere in futuro», ha spiegato Kuhl, docente di ingegneria meccanica presso la Scuola di Ingegneria e attuale direttrice di Stanford Bio-X, un istituto interdisciplinare di scienze della vita che riunisce ricercatori provenienti dai settori della medicina, dell’ingegneria e delle scienze naturali. «BurgerAI non si chiede: “Qual è l’hamburger più probabile?”. Si chiede invece: “Qual è l’hamburger che soddisfa al meglio questi obiettivi importanti e complessi?”»
Il cibo al centro dell’attenzione
Il cibo è la prossima grande sfida nelle bioscienze, ha affermato Kuhl, un ambito che combina elementi di esperienza umana e cultura, salute e nutrizione, nonché impatto ambientale: temi che ispirano ricercatori multidisciplinari provenienti dalle facoltà di medicina, ingegneria, scienze umane e sostenibilità, e non solo.
«Le scelte alimentari sono tra le decisioni più determinanti che gli esseri umani prendono ogni giorno», ha affermato Vahidullah Tac, ricercatore post-dottorato Schmidt Science nel laboratorio di Kuhl. «Il cibo è stato un facile stimolo. Con una sola freccia si possono colpire due bersagli: la salute del pianeta e quella personale. È un’area di ricerca straordinaria e di grande impatto».
Pertanto, l’alimentazione si è rivelata un banco di prova ideale per Bio-X. Il team di Kuhl ha appena pubblicato due articoli su BurgerAI, di cui Tac è il primo autore. Il primo articolo presenta BurgerAI. Il secondo articolo rivela che gli stessi principi matematici alla base di BurgerAI sono alla base, più in generale, dell’IA generativa basata sulla diffusione e creano collegamenti con settori tecnici quali la progettazione dei materiali, la fisica e l’ingegneria.
«Per secoli, la progettazione alimentare è stata una questione di intuizione, esperienza e tentativi ed errori», ha aggiunto Kuhl. «Stiamo iniziando a dimostrare che l’IA può trasformare la progettazione alimentare in una scienza quantitativa con applicazioni in altri campi importanti».
Testato al gusto
Utilizzando 2.216 ricette di hamburger tratte da Food.com come fonte di dati, BurgerAI apprende gli schemi relativi alle combinazioni e alle quantità degli ingredienti, per poi generare nuove ricette di hamburger partendo da zero. L’IA confronta poi tali caratteristiche con i profili delle preferenze umane in termini di sapore e consistenza. I risultati sono ricette del tutto innovative, ottimizzate per gusto, sostenibilità e valore nutrizionale, e personalizzate in base a sesso, età e attività fisica.
La prova definitiva non è stata computazionale, ma culinaria. I ricercatori hanno servito cinque hamburger preparati da professionisti e progettati dall’IA a oltre 100 commensali in una degustazione alla cieca presso un ristorante di San Francisco. In un confronto diretto con un famoso hamburger da fast food, le due varianti del “Delicious Burger” di BurgerAI hanno ottenuto punteggi uguali o superiori in termini di gradimento complessivo, sapore e consistenza. Il suo “Mushroom Burger” ha ridotto l’impatto ambientale di oltre un ordine di grandezza, mentre il suo “Bean Burger” ha raggiunto un punteggio nutrizionale pari a circa il doppio rispetto a quello dell’hamburger da fast food.
«L’IA non si è limitata a generare ricette plausibili per hamburger: ha creato hamburger che piacciono alle persone reali», ha affermato Kuhl. «Può sembrare semplice, ma significa che il modello ha imparato cosa rende il cibo appetibile al palato umano ed è stato in grado di orientarsi in uno spazio di progettazione con combinazioni di hamburger quasi infinite per trovare soluzioni concrete».
Oltre gli hamburger
Tac è rimasto sinceramente sorpreso dalle ottime prestazioni degli hamburger sostenibili. «Ci aspettavamo un compromesso tra sostenibilità e accettazione da parte dei consumatori», ha affermato. «Ma abbiamo scoperto che un hamburger con un impatto ambientale notevolmente inferiore poteva comunque competere con uno degli hamburger di maggior successo al mondo».
Per Tac e Kuhl, BurgerAI non riguarda in realtà gli hamburger. Si tratta di una prova di fattibilità delle più ampie capacità progettuali dell’IA. Lo stesso framework di progettazione generativa potrebbe avere implicazioni in altri settori di grande rilevanza: farmaceutico, dei materiali, delle biomolecole e di altri sistemi complessi con spazi di progettazione enormi. Come nel caso del cibo, che richiede un equilibrio tra gusto, valore nutrizionale, costo e sostenibilità, molte delle sfide più grandi della società devono trovare un equilibrio tra obiettivi contrastanti. Se l’IA può aiutare a gestire i compromessi nella progettazione delle ricette, ha affermato Kuhl, potrebbe anche contribuire alla scoperta di nuovi farmaci, alla progettazione di materiali avanzati e alla creazione di prodotti più sostenibili.
«L’hamburger è solo l’inizio», ha assicurato Kuhl. «Consideriamo il cibo come un sistema modello per una visione molto più ampia: l’IA come partner nella scoperta scientifica e ingegneristica».
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