IBM計(jì)算機(jī)逆天 代人當(dāng)“大廚” 靠譜否?(圖)
OFweekLED網(wǎng)訊:國(guó)外媒體撰文講述了IBM的研究團(tuán)隊(duì)是如何利用大數(shù)據(jù)發(fā)明出創(chuàng)意菜譜的。
以下是文章主要內(nèi)容:
計(jì)算機(jī)正變得越來越智能。但它們能否變得富有創(chuàng)意呢?IBM研究人員認(rèn)為它們能做到。他們開發(fā)了一個(gè)程序來利用數(shù)學(xué)、化學(xué)和海量數(shù)據(jù)來炮制出新奇、不同尋常的菜譜。
為了開發(fā)出算法,研究人員給我們想出有新意的想法過程中會(huì)經(jīng)歷的步驟建模。首先,你需要理解你在試圖解決的問題。然后,通過學(xué)習(xí)有關(guān)該問題的一切習(xí)得專業(yè)知識(shí)。有了知識(shí)作支撐,你可以產(chǎn)生各種各樣的新想法,甚至可以將不同種類的想法融合起來。之后在眾多的想法中挑選出最有創(chuàng)意的那個(gè)部分。最后就是執(zhí)行你的想法。雖然計(jì)算機(jī)之前執(zhí)行過很多次這樣的步驟,但I(xiàn)BM團(tuán)隊(duì)的重要洞見在于找出方法具體測(cè)量菜譜的創(chuàng)意,將不同的想法拼湊起來。
“我品嘗過不少來自該系統(tǒng)的菜。”領(lǐng)導(dǎo)IBM團(tuán)隊(duì)開發(fā)該新奇的菜譜生成引擎的拉夫·瓦什尼(Lav Varshney)說,“我們自己創(chuàng)造的一些菜譜都很不錯(cuò),如肯尼亞的抱子甘藍(lán)脆皮、開曼群島的大蕉甜點(diǎn)和蘆筍乳蛋餅。我們與烹飪教育研究所等合作伙伴共同打造的其它菜譜是一流的,如西班牙的杏仁牛角面包、厄瓜多爾的草莓糖漿甜點(diǎn)。”
讓我們來看看IBM的計(jì)算大廚是如何變得富有創(chuàng)意的。
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厄瓜多爾的草莓糖漿甜點(diǎn):IBM計(jì)算機(jī)大廚的產(chǎn)物之一
第一步:確定問題
啟動(dòng)上述電腦程序后,你會(huì)被要求挑選一種主要材料,選擇一些你想要探索的地方菜肴,確定你對(duì)哪類菜有興趣(如湯、乳蛋餅等等)。
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程序要求定義菜譜
第二步:學(xué)習(xí)問題的方方面面
這一步涉及所有的那些數(shù)據(jù)。研究人員利用自然語(yǔ)言處理算法掃描和解析上千萬份不同菜譜的文本。利用這項(xiàng)數(shù)據(jù),他們將成文菜譜轉(zhuǎn)變成一個(gè)關(guān)系網(wǎng)絡(luò),其中包括大量的材料和將這些材料變成食物的過程。他們還掃描維基百科來學(xué)習(xí)哪些材料在各類地方菜肴中最常用到。他們查閱調(diào)味料手冊(cè)來學(xué)習(xí)不同的食品配料有哪些成分,還納入有關(guān)這些成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)信息。他們還納入了有關(guān)人類如何評(píng)定70種化學(xué)成分的‘可口程度’的數(shù)據(jù)。
最后,研究人員積聚了一個(gè)龐大的關(guān)于人類口味偏好、地方菜譜和菜譜化學(xué)組成的計(jì)算機(jī)可讀知識(shí)體系。
第三步:形成解決問題的想法
軟件先從特定菜肴的傳統(tǒng)菜譜著手,生成上千萬種符合用戶偏好的新菜譜想法。它并非隨機(jī)產(chǎn)生這些菜譜。所生成的菜譜符合食物搭配經(jīng)驗(yàn)法則。這指的是同一菜譜中搭配的材料擁有共同的味道成分。
新菜譜通過‘改變’既有菜譜的材料而生成,之后融合其它的菜譜即可產(chǎn)生各種各樣的新混合調(diào)制品。
第四步:精選出最好的主意
據(jù)瓦什尼稱,“之前很多計(jì)算創(chuàng)意方面的項(xiàng)目都擅長(zhǎng)創(chuàng)意的生成部分,而非創(chuàng)意的精選部分。我認(rèn)為我們的主要貢獻(xiàn)在于證明,大數(shù)據(jù)模型不僅僅可以用于產(chǎn)生10億個(gè)主意,還可以用于選出最好的十個(gè)主意。”
那計(jì)算機(jī)是如何判斷出最具創(chuàng)意的那些主意的呢?首先,你需要給創(chuàng)意下一個(gè)操作性定義。肯·羅賓森(Ken Robinson)將創(chuàng)意定義為“有具有價(jià)值的新穎想法的過程。”IBM研究人員采用了類似的標(biāo)準(zhǔn)。他們稱,有創(chuàng)意的想法應(yīng)該是既新穎又高品質(zhì)。
先來說下新穎性。你應(yīng)該認(rèn)同花生醬和果凍可以混搭吧。你也應(yīng)該覺得給熱狗涂上芥末沒問題吧。那是因?yàn)槟阌心銓?duì)食法的一套觀念。這些觀念基于你覺得怎樣搭配才好吃,但它們會(huì)受到你能接觸到的食物很大的影響。
但你可能從來都不會(huì)在熱狗上涂上花生醬吧。這種食法跟你對(duì)食物的既有觀念產(chǎn)生沖突,這也是你覺得驚奇的原因。相反,涂上芥末的熱狗跟你對(duì)食法的觀念則完全沒有沖突,會(huì)讓你覺得無趣。
IBM科學(xué)家們采用了類似的理念——他們通過量化食譜對(duì)人們既有菜譜觀念的改變程度來衡量它的新穎性。他們利用一項(xiàng)名為貝葉斯驚奇度(Bayesian surprisal)的數(shù)學(xué)工具來做到這點(diǎn)。(該工具此前曾被用于鑒定人們通常最關(guān)注視頻的哪些部分。)瓦什尼如是解釋該概念,“貝葉斯驚奇度基本上是拿人們?cè)谛律傻牟俗V出現(xiàn)后的新觀點(diǎn)與他們之前對(duì)食物的觀點(diǎn)相比較;觀念改變?cè)酱?,就代表越驚奇。”
西班牙的杏仁牛角面包——計(jì)算機(jī)生成的菜譜
現(xiàn)在來說下質(zhì)量。味道是種復(fù)雜的東西。我們的舌頭可以分辨出五種基本的味道:甜、咸、酸、苦和鮮。但我們對(duì)食物的體驗(yàn)還受很多因素的影響:食物是否溫?zé)帷⑹欠癯扇橹瑺?、分量多少,它入口的方式,咀嚼方式,你的饑餓程度,味道勾起的回憶等等。
研究人員稱,盡管如此,食物味道的關(guān)鍵在于它的氣味。“相關(guān)研究稱,氣味是味覺的主要影響因素。”瓦什尼說道。如果覺得這聽起來是有些不合常理,那可以想象下你感冒時(shí)東西嘗起來是多么地乏味——你的味覺感受器運(yùn)作正常,但你聞不到東西。
但那該軟件程序是如何知道菜肴的氣味的呢?這一切歸結(jié)于化學(xué)。該軟件會(huì)查閱菜譜中的所有味道成分,并研究它們的化學(xué)性質(zhì)——這些包括諸如重原子數(shù)、旋轉(zhuǎn)鍵計(jì)數(shù)、氫鍵受體數(shù)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)。通過對(duì)比這些化學(xué)性質(zhì)和其它的70種氣味成分的化學(xué)性質(zhì),研究人員可以預(yù)測(cè)某一特定成分聞起來會(huì)有多‘可口’。他們接著在計(jì)算機(jī)上將不同成分的氣味進(jìn)行綜合計(jì)算,從而得出每道菜肴味道的整體‘可口’程度。
對(duì)于這一令人吃驚的發(fā)現(xiàn),瓦什尼表示,“我也很驚訝它能夠基于重原子數(shù)量等成分性質(zhì)預(yù)測(cè)食譜的可口程度。未來我們希望將更加精細(xì)的人類味覺納入我們的計(jì)算模型當(dāng)中。”
第五步:執(zhí)行你的想法
最后,該軟件產(chǎn)生一個(gè)按照驚奇度、氣味好壞和風(fēng)味搭配排列的菜譜清單。
按照驚奇度、氣味好壞和風(fēng)味搭配排列的菜譜清單
終于到了離開你的筆記本電腦去廚房動(dòng)手的時(shí)候了。
對(duì)于瓦什尼來說,對(duì)該系統(tǒng)項(xiàng)目的探索尚未結(jié)束。他說,“我上周末去了柏林,我們跟那里的一名大廚合作舉辦了一次宴會(huì),頗為順利。我尤其喜歡烤番茄搭用藏紅花加味的油煎面包塊、帶小紅莓的低脂凝乳焦糖蛋奶凍和葛縷子冰淇淋。”
在不久的將來,你甚至可能會(huì)在你家附近的商店出售計(jì)算機(jī)生成的食物。瓦什尼補(bǔ)充道,“我們正在就這項(xiàng)技術(shù)與數(shù)家大型食品制造公司、食品服務(wù)公司和風(fēng)味屋洽談?wù)归_合作。”
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