Η ιδέα ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να σχεδιάσει το «τέλειο μπέργκερ» ακούγεται σαν ένα ακόμη εντυπωσιακό demo της εποχής του AI.
Όμως για μια ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ αυτό δεν είναι ένα παιχνίδι γεύσης αλλά ένα σοβαρό επιστημονικό πείραμα για το πώς οι μηχανές μπορούν να περάσουν από την πρόβλεψη στην πραγματική ανακάλυψη και δημιουργία.
Στο επίκεντρο του πειράματος βρίσκεται ένα εργαλείο που ονομάζεται “BurgerAI”, ένα σύστημα παραγωγικής AI που δεν περιορίζεται στο να «μαντεύει» τι τρώνε οι άνθρωποι, αλλά επιχειρεί να σχεδιάσει τι θα έπρεπε να τρώνε, με βάση τη γεύση, τους διατροφικούς κανόνες και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα ταυτόχρονα.
«Αναπτύξαμε ένα από τα πρώτα πλαίσια παραγωγικής Τεχνητής Νοημοσύνης που σχεδιάζει εντελώς νέες συνταγές για μπέργκερ επιλέγοντας υλικά στις κατάλληλες ποσότητες».
Η ιδέα προέκυψε στο εργαστήριο της καθηγήτριας Ellen Kuhl, μηχανικού στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ και διευθύντριας του Ινστιτούτου Stanford Bio-X, από μια απλή αλλά σημαντική παρατήρηση: ο αριθμός των πιθανών συνδυασμών υλικών για ένα μπέργκερ δεν είναι απλώς μεγάλος, είναι σχεδόν ασύλληπτος!
Η ομάδα υπολογίζει ότι υπάρχουν περίπου 10⁴⁴ διαφορετικές πιθανές συνταγές.
Αυτό σημαίνει ότι η ανθρώπινη εμπειρία και μόνο δεν μπορεί να εξερευνήσει παρά ένα απειροελάχιστο κλάσμα αυτού του «διατροφικού σύμπαντος».
«Για αιώνες, ο σχεδιασμός τροφίμων βασιζόταν στη διαίσθηση, την εμπειρία, τη δοκιμή και το λάθος. Αρχίζουμε να δείχνουμε ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να μετατρέψει τον σχεδιασμό τροφίμων σε μια ποσοτική επιστήμη», λέει στο WIRED Greece η Ellen Kuhl.
«Αναπτύξαμε ένα από τα πρώτα πλαίσια παραγωγικής Τεχνητής Νοημοσύνης που σχεδιάζει εντελώς νέες συνταγές για μπέργκερ επιλέγοντας υλικά στις κατάλληλες ποσότητες», συμπληρώνει.
Σύμφωνα με την ίδια, το πλαίσιο συνδυάζει δυο μοντέλα διάχυσης, ένα διακριτό μοντέλο που επιλέγει υλικά και ένα συνεχές μοντέλο που καθορίζει τις ποσότητες αυτών των υλικών.
«Πρωταθλητές» γεύσης στο blind test
Η Kuhl και οι συνεργάτες της εκπαίδευσαν το “BurgerAI” σε 2.216 συνταγές από το Food.com, επιτρέποντάς του να μάθει μοτίβα, υλικά που ταιριάζουν γευστικά μεταξύ τους, τον τρόπο που οι αναλογίες συστατικών μεταβάλλουν την υφή, και το πώς διαφορετικοί συνδυασμοί επηρεάζουν τη συνολική εμπειρία.
Στη συνέχεια, το σύστημα δεν περιορίστηκε στην αναπαραγωγή αυτών των μοτίβων, αλλά δημιούργησε νέες συνταγές από το μηδέν, βελτιστοποιημένες ταυτόχρονα για πολλαπλούς στόχους, όπως νοστιμιά, απόλαυση, θρεπτική αξία και περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
«Τρία μπιφτέκια σχεδιασμένα από Τεχνητή Νοημοσύνη ταίριαξαν ή ξεπέρασαν το Big Mac σε συνολική προτίμηση, γεύση ή υφή, γεγονός που καταδεικνύει ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να δημιουργήσει τρόφιμα που ανταγωνίζονται τα καθιερωμένα ‘χρυσά πρότυπα’».
Η Τεχνητή Νοημοσύνη ανακάλυψε με επιτυχία και εμβληματικά μπέργκερ, συμπεριλαμβανομένου του Big Mac, παρόλο που οι συνταγές τους δεν ήταν ποτέ μέρος των δεδομένων εκπαίδευσης.
«Εκπαιδεύσαμε το μοντέλο μας σε μερικές χιλιάδες μπέργκερς και το χρησιμοποιήσαμε για να εξερευνήσουμε έναν χώρο σχεδιασμού που περιέχει περισσότερα από 8,9 x 1043 πιθανά μπέργκερς. Αν όλοι οι άνθρωποι (και τα 8 δισεκατομμύρια) που ζουν σήμερα στον πλανήτη είχαν αρχίσει να φτιάχνουν ένα μπέργκερ ανά δευτερόλεπτο από τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης μέχρι σήμερα, δεν θα είχαμε προλάβει καν να εξερευνήσουμε ούτε μία από αυτές τις τετράκις εκατομμύρια δυνατότητες!»
Το πιο κρίσιμο μέρος του πειράματος όμως ήταν το γευστικό τεστ.
Οι ερευνητές με τη βοήθεια σεφ έφτιαξαν πραγματικά μπέργκερ με βάση τις συνταγές του “BurgerAI” και τα παρουσίασαν σε blind taste test σε περισσότερους από 100 συμμετέχοντες σε ένα εστιατόριο στο Σαν Φρανσίσκο.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά!
Οι AI-designed συνταγές δεν υστέρησαν σε τίποτα απέναντι στα πιο δημοφιλή fast-food burgers. Σε ορισμένες μάλιστα, περιπτώσεις αξιολογήθηκαν ισάξια ή και καλύτερα ως προς τη γεύση, την υφή και τη συνολική απόλαυση.
«Τρία μπιφτέκια σχεδιασμένα από Τεχνητή Νοημοσύνη ταίριαξαν ή ξεπέρασαν το Big Mac σε συνολική προτίμηση, γεύση ή υφή, γεγονός που καταδεικνύει ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη μπορεί να δημιουργήσει τρόφιμα που ανταγωνίζονται τα καθιερωμένα ‘χρυσά πρότυπα’», αναφέρει η καθηγήτρια.
Ακόμη πιο ενδιαφέρον όμως ήταν το κομμάτι της βιωσιμότητας. Το mushroom burger που σχεδιάστηκε από την AI είχε περισσότερο από μία τάξη μεγέθους χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα σε σχέση με το κλασικό μπέργκερ αναφοράς.
Παράλληλα, ένα bean-based μπέργκερ πέτυχε περίπου διπλάσια βαθμολογία ως προς τη διατροφική αξία.
Με άλλα λόγια, το σύστημα δούλεψε μέσα σε μια δύσκολη ισορροπία, καταφέρνοντας να μειώσει το περιβαλλοντικό κόστος χωρίς να «θυσιάσει» τη γεύση.
«Ειλικρινά με εξέπληξε το πόσο καλά μπέργκερ όσον αφορά τη βιωσιμότητα απέδωσε το σύστημα. Περιμέναμε κάποια διαφορά μεταξύ βιωσιμότητας και αποδοχής από τους καταναλωτές. Αντίθετα, διαπιστώσαμε ότι ένα μπέργκερ με δραματικά χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα θα μπορούσε ακόμα να ανταγωνιστεί ένα από τα πιο επιτυχημένα μπέργκερ στον κόσμο σε μια τυφλή δοκιμή γεύσης».
Ο στόχος δεν είναι τα νόστιμα μπέργκερ
Ο στόχος, όπως εξηγούν οι επιστήμονες, δεν ήταν απλώς η δημιουργία «νόστιμων» burgers. Ήταν η απόδειξη ότι η AI μπορεί να χειριστεί σύνθετα ανθρώπινα προβλήματα όπου υπάρχουν ανταγωνιστικοί στόχοι.
Η διατροφή, όπως σημειώνουν, είναι ιδανικό πεδίο για τέτοιου είδους πειραματισμούς, γιατί κάθε επιλογή φαγητού αποτυπώνει την ωφέλεια στην υγεία και την επίδρασή του στο περιβάλλον.
«Τα περισσότερα συστήματα Τεχνητής Νοημοσύνης προβλέπουν τι ήδη υπάρχει. Ο στόχος μας είναι διαφορετικός, θέλουμε η Τεχνητή Νοημοσύνη να εφεύρει τι θα έπρεπε να υπάρχει», σημειώνει η Kuhl.
Ωστόσο, αυτό που βρίσκει πιο συναρπαστικό η ίδια είναι ότι η Τεχνητή Νοημοσύνη δημιούργησε μπέργκερ που πραγματικά απόλαυσαν οι άνθρωποι.
«Αυτό μπορεί να ακούγεται απλό, αλλά δείχνει ότι το μοντέλο έμαθε κάτι ουσιαστικό για τις ανθρώπινες προτιμήσεις και μπόρεσε να πλοηγηθεί σε έναν σχεδόν αφάνταστα μεγάλο χώρο σχεδιασμού για να βρει λύσεις που λειτουργούν στον πραγματικό κόσμο».
Το μπέργκερ ωστόσο, είναι μόνο η αρχή.
«Βλέπουμε το φαγητό ως ένα σύστημα-μοντέλο για ένα πολύ μεγαλύτερο όραμα: την Τεχνητή Νοημοσύνη ως συνεργάτη στην επιστημονική και μηχανική ανακάλυψη», προσθέτει η Kuhl, η οποία το περιγράφει ως μια αλλαγή φιλοσοφίας.
Όπως τα μπέργκερς περιλαμβάνουν την εξισορρόπηση ανταγωνιστικών στόχων, έτσι και η φαρμακολογία, η επιστήμη των υλικών ή η βιομηχανική σχεδίαση αντιμετωπίζουν αντίστοιχα πολύπλοκα trade-offs.
«Αν η Τεχνητή Νοημοσύνη μας βοηθά να διαχειριστούμε αυτούς τους στόχους στο φαγητό, μπορεί να μας βοηθήσει να αντιμετωπίσουμε παρόμοιες προκλήσεις σε πολλούς άλλους τομείς», εκτιμά η Kuhl.
«Πολλά από τα πιο δύσκολα επιστημονικά προβλήματα δεν οφείλονται στην έλλειψη δεδομένων, αλλά στην ελλιπή εξερεύνηση υπερβολικά μεγάλων χώρων πιθανοτήτων», συμπληρώνει.
Το πιο χαρακτηριστικό ίσως στοιχείο αυτής της μελέτης που εμφανίζεται στο Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering είναι ότι δεν υπόσχεται μια άμεση επανάσταση στο fast food, αλλά κάτι πιο θεμελιώδες, μια αλλαγή στον τρόπο που σκεφτόμαστε τον σχεδιασμό γενικά.
Στο πλαίσιο που περιγράφεται, το μπέργκερ δεν είναι το αντικείμενο της έρευνας, αλλά το εργαλείο της.
Ένα απλό, καθημερινό προϊόν προσομοιώνει έναν πολύ πιο σύνθετο κόσμο σχεδιασμού, όπου η τεχνητή νοημοσύνη δεν αντικαθιστά τον άνθρωπο αλλά λειτουργεί ως μηχανή εξερεύνησης νέων δυνατοτήτων και όπου η εμπειρική δοκιμή και η διαίσθηση καθοδηγούνται υπολογιστικά, πολυπαραμετρικά και προσαρμοσμένα στον κάθε άνθρωπο ξεχωριστά.
Και αν ένα μπέργκερ μπορεί να σχεδιαστεί με αυτόν τον τρόπο, το πραγματικό ερώτημα που αφήνει πίσω του το “BurgerAI” δεν είναι τι θα τρώμε στο μέλλον, αλλά τι άλλο θα μπορούσε να σχεδιάσει μια μηχανή όταν της δοθεί αρκετός χώρος για να εξερευνήσει το «σχεδόν άπειρο».
Σχεδιάστε το δικό σας μπέργκερ εδώ
