Печенье от Ватсона

    Суперкомпьютер IBM Watson уже успел продемонстрировать успехи в медицине и телевикторинах. Его планируют использовать в службах техподдержки вместо живых операторов. Однако все эти задачи связаны скорее с нахождением правильного ответа на запросы пользователей на базе известной информации. В IBM считают, что настоящий искусственный интеллект должен уметь находить творческие решения, создавать и изобретать новое, а не только анализировать старое.

    Для развития креативных способностей Ватсона его создатели выбрали кулинарное искусство. Это весьма удобный испытательный полигон: приготовление пищи — очень «человеческий», интуитивный процесс, слабо поддающийся алгоритмизации и стандартизации. А оценить результат способен любой человек с улицы. Миндально-шоколадное печенье в испанском стиле, клубничный десерт по-эквадорски, помидоры гриль на гренках с шафраном — эти и другие блюда, созданные Ватсоном, уже были приготовлены и с удовольствием съедены в ходе экспериментов. А пару недель назад был опубликован препринт статьи с описанием алгоритмов и математических моделей, которые Ватсон использует для создания оригинальных рецептов.

    image
    Печенье, испечённое по рецепту Ватсона

    Любое творческое решение должно одновременно удовлетворять двум критериям — быть новым и быть качественным. Новизны добиться относительно легко, просто комбинируя ингредиенты и приёмы обработки. А вот с качеством дело обстоит намного сложнее. Научить компьютер понимать, каким будет вкус, аромат, фактура и внешний вид блюда, чрезвычайно трудно.

    Исходными данными для Ватсона послужили несколько миллионов рецептов, собранных в интернете. Он были пропущены через проверенные алгоритмы обработки естественного языка, которые использовались для победы в викторине и для обучения Ватсона медицине. Из Википедии была извлечена информация о типичных ингредиентах и приёмах обработки, характерных для кухонь разных народов мира. Наконец, Ватсон получил основательные знания в химии и физиологии восприятия человеком вкуса и запаха.

    Новые рецепты генерировались на основе существующих с помощью генетического алгоритма, в качестве функции приспособленности использовались значения новизны, приятности и сочетаемости.

    Математическая модель оценки новизны рецепта основана на теореме Байеса, был использован так называемый подход "байесова удивления", изначально разработанный для моделирования поведения зрителя при просмотре видео. В двух словах суть метода состоит в том, что измеряется различие между априорной и постериорной вероятностью встретить некое сочетание продуктов в пространстве рецептов при добавлении в него нового. Так, сочетания орехов с шоколадом или горчицы с сосисками являются совершенно банальными и не вызывает почти никакого изменения вероятностей разных сочетаний. А вот сосиски в шоколаде повлияют на эти вероятности гораздо более существенно.

    Для оценки приятности использовалась в основном химия. Зная химический состав продуктов и порядок их смешивания и обработки, компьютер вычислял, какие вещества будут определять вкус и запах блюда. Интересно, что запах оказался намного более важным, чем вкус блюда. Наше восприятие вкуса очень сильно связано с запахом и ароматом. Человек различает всего несколько базовых вкусов — кислый, сладкий солёный, горький. В разных культурах выделяют ещё несколько базовых вкусов, например терпкий или умами. А вот разнообразие запахов гораздо больше и они не сводятся к простым базовым сочетаниям.

    Наконец, оценка сочетаемости продуктов также опиралась на серьёзную научную базу, в частности, на совместное исследование американских и британских учёных "Сети ароматов и принципы сочетания продуктов", в котором было проанализировано около 50 000 рецептов и построены карты сочетаемости продуктов, характерные для кухонь разных регионов.

    image

    В результате было создано приложение, в котором можно задать набор продуктов, национальный стиль и разновидность блюда, после чего Ватсон выдавал набор рецептов, которые можно упорядочить по степени новизны, приятности и сочетаемости. Кроме отдельных блюд, Ватсон умеет создавать целые меню, добиваясь разнообразия и правильных сочетаний блюд благодаря использованию тематического моделирования. Это способ построения модели коллекции текстовых документов, который разбивает коллекцию на темы и определяет к какой теме относится каждый документ. Ватсон применяет эту модель к рецептам — в качестве ключевых слов выступают отдельные ингредиенты, в качестве документов — сами рецепты.

    image

    По словам Лава Варшни, одного из авторов методики моделирования творческих способностей, компания уже обсуждает вопрос применения Ватсона с несколькими крупными производителями продуктов и парфюмерии.

    IBM
    Компания

    Комментарии 60

      0
      А почему это кулинария слабо поддается алгоритмизации? Мы же знаем какие вещества человек воспринимает как «приятные» и «неприятные», соответственно мы можем просчитать комбинацию из продуктов и способ их обработки таким образом, чтобы итоговый продукт оказался «вкусным». Так-же можно будет контролировать «полезность».

      Тоже относится и к внешнему виду (форма, цвет).

      Конечно, понятия «приятные» и «неприятные» могут быть субъективными, но в целом можно рассматривать эти две группы относительно большей части людей.

      Собственно у вас так все и работает (если я правильно понял то, что написано).
        +1
        Ну… хороший пример был в статье про сосиски в шоколаде))))
        Я безумно люблю шоколад.
        Я прекрасно отношусь к копченому салу… но я вряд ли смогу нормально есть сало в шоколаде… Хотя для некоторых таких сочетаний есть вероятность попадания, но по большинству комбинаций вкус будет очень странный))))
          0
          Я говорил не о простой комбинации продуктов в стиле:
          Продукт А — вкусный,
          продукт Б — вкусный,
          следовательно продукт АБ — вкусный.

          А о комбинации веществ и способов обработки, в результате которых мы будем рассматривать получившиеся вещества. А так-же рассматривать «совместимость» веществ друг с другом.

          По такой-же логике можно получим:
          NaCl (поваренная соль) — безопасна,
          H2O (вода) — безопасна,
          следовательно если мы проведем электролиз HaCl + H2O, то получим безопасный продукт

          хотя в итоге мы получим ядовитый хлор.
            0
            В миндале есть цианогликозид — амигдалин. Мускатный орех — это интоксикант, относящийся к тем домашним специям, от которых можно умереть в случае передозировки. Признаки отравления сходны с признаками острой алкогольной интоксикации (бред, галлюцинации, ступор, потеря сознания).
            Финальный рецепт может получиться веселым))
            +2
            Недавно один знакомый говорил, что без ума от сочетания колбасы и йогурта… Порой люди сами такие сочетания находят, которые не каждый решится попробовать.
              +1
              В студенческие годы находится много таких безумных сочетаний (:
              Хотя у меня, помнится, в основном, это сочетание майонеза с чем-угодно: гречка, кетчуп, рис и т.п.
                0
                Ну, «кетчунез» у меня и без студенческих годов является ходовым продуктом :)
                +1
                Когда я был маленький, я дико перся от каши вприкуску с колбасой. И я такой не один:)
                  +4
                  В Южной Корее помидор это фрукт. Соки из него только с сахаром. Борщ сварить нереально) если заказать салат с помидорами и солью, есть риск получить красиво украшенное блюдо, на котором будут лежать нарезанные помидоры и клубника с солью. И вся кухня будет из-за двери подглядывать, как вы это едите))
                    +1
                    Самое страшное в такой интерпретации у корейцев — «Кровавая Мэри». Что самое забавное, в барных меню она таки встречается.
                +1
                >> сосиски в шоколаде
                глотаю слюни, серъёзно!)
                +1
                Потому что существует и достаточно проработанная теория музыки — не даром музыку ещё с времён средневековья ставили в один ряд с математикой, и теория цвета и композиции для изобразительных искусств, и чёткая система размеров в поэзии. Плюс куча алгоритмов, моделей и готового софта для компьютерного зрения, обработки естественного языка, анализа и синтеза звука. А что в кулинарии?

                Кроме того, восприятие еды — одно из самых многомерных. Это комбинация цвета, формы, вкуса, запаха, температуры, тактильных ощущений и даже звука (хруст, бульканье и т.п.) Всё это не то что формализовать, а даже осознать и выразить словами трудно.
                  0
                  Слово «бульканье» особенно понравилось (: приятное
                    0
                    Булькать могут и не самые приятные субстанции:) тонкие нюансы, да…
                    0
                    Вы знаете, я и про музыку могу такое сказать. Какой алгоритмизации можно дать сотворить Третий концерт Рахманинова? Какая программа рисует произведения уровня Джоконды? Ведь помимо нот, музыку нужно исполнить, а задуманную картину нарисовать.

                    Для промышленной генерации рецептов низкоуровневая генерация даже по сложным моделям, конечно, подойдет. В эпоху промышленной автоматизации постановка простых задач не сильно сложна — уже давно даже ТРИЗ никого не удивляет.

                    Но человечекий мозг очень изменчив, и поэтому так редок тот вариант его структуры, которым обладают гении. Мозг, дающий силу синтетической деятельности, создания того, что никогда не было прежде доступно человечеству.

                    Мы делаем только первые шаги к созданию модели мозга, и еще куча нерешенных вопросов встают перед нами кажущимся непреодолимым барьером.
                    Поэтому я не разделяю восторги по поводу таких достижений, ибо пока синтеза нет — только комбинаторика.
                    0
                    Deleted: Про селедку в шоколаде уже ответили выше :)
                    0
                    Вопрос только нужна ли будет такая система различным кулинариям. Тем более, насколько — это будет рентабельно.
                      0
                      А никто и не говорил что она будет нужна. Весь процесс имеет, как минимум, академический интерес.
                        0
                        Кулинариям — фиг его знает. А вот пищепрому может быть интересно: как минимум, для придумывания новых «вкусов, идентичных натуральному».
                          +4
                          Если это приложение будет общедоступно, то очевидный кейс на мой взгляд: подошел к холодильнику — посмотрел что есть, забил в приложение — получил варианты того что можно приготовить. При наличии «умного» холодильника можно запилить интеграцию:).
                            0
                            Отличная идея, но насколько понял, надо бы ещё указать имеющиеся «инструменты» (или лучше назвать это окружением?), потому что рецепт с приготовлением на баобабовых дровах в наших реалиях не совсем уместен (:
                              +1
                              Дельное замечание, хотя думаю имеющийся параметр «национальный стиль» должен учитывать подобные вещи.
                          –12
                          А E235, E458 они в него заложили?
                            +15
                            Я так понимаю цифры от балды писали? Первое вообще лекарство включенное в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.
                            А вообще вот:
                            image

                              +3
                              Первое вообще лекарство включенное в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.

                              Orly? Натамицин (пищевая добавка E-235) – штамм, полученный из культуральной жидкости Streptomyces natalensis, слабо растворим в спирте и воде.
                              Добавка Е-235 нетоксична, но при высоких концентрациях (болеЕ-500 мг / кг массы тела) может вызывать тошноту, рвоту, диарею. Являясь антибиотиком, добавка Е-235 добавляется к продуктам питания в строго ограниченном количестве в силу свойств антибиотиков убивать не только вредные грибки и бактерии, но и микроорганизмы, участвующие в процессах жизнедеятельности организма человека.
                              Во многих странах его использование в пищевой промышленности строго запрещено.

                              Е458 (Альфа-циклодекстрин) — стабилизатор — штука редкая, но вроде ни опасная, ни полезная

                              А по поводу E-истерии, согласен на 101% — задолбали :)
                                0
                                С 2012 года натамицин включён в Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов[2]. Вики сообщает.
                                  0
                                  Вот именно — «лекарственных препаратов», а разговор идет про еду.
                                    0
                                    Комментарий, на который вы отвечали так и звучал: «Первый вообще лекарство...»
                                  0
                                  При высоких концентрациях и дигидрогена монооксид смертелен же.
                                    +1
                                    Ну этот растворитель вообще тысячи людей убивает ежегодно.
                              +2
                              Ждём написания сценариев для фильмов.
                                +3
                                И создание игр (можно даже не в 30 строк)
                                  0
                                  Там совершенно другие алгоритмы. Ватсон не сможет писать сценарии.
                                    0
                                    Почему же не сможет? По правилам хорошего кино за 10 минут можно узнать о чем будет фильм + нужна закольцовка, чтобы зритель понял всю глубину задумки автора. Как минимум идеи ватсон сможет порождать. Фактически сочетания некоторых фактов — и есть идея сюжета, а это и есть то же сочетание продуктов в рецепте, чего ватсон уже умеет
                                      0
                                      Сочетание продуктов не делает рецепт рецептом. Ватсон, если я правильно понял, умеет миксовать компоненты по заранее созданной карте совместимости этих компонентов. Хороший сценарий так не напишешь
                                        0
                                        Мне кажется вы не правильно поняли. Ватсон знает какие запахи и сочетания вкусов нравится тому или иному народу, понимает какой продукт в каком сочетании какой вкус дает и на основе этих данных умеет правильно совмещать эти продукты. Соответственно Ватсону понятно что картошку в сыром виде есть не принято, но знает что жареная и вареная картошка отличается по вкусу. А далее он продумывает такие сочетания, которых еще не было, но возможно на основе выше описанных эвристик будут вкусны.
                                        На мой взгляд сюжет — это история изменения чего-то (на пример взглядов человека) из состояния А в состояние Б. Добавьте сюда несколько подобных историй изменения, совместите их в одно и получите сюжет
                                          0
                                          Я именно это и написал. Ватсон оперирует направленным графом для поиска решений. В случае с рецептами с этим графом все понятно — он уже сделан. Но что будет вершинами в графе сценария и какие будут связи? Создание такого графа и есть основная сложность, а вовсе не его обработка.
                                            0
                                            Нужны существующие сценарии + рейтинги фильмов на выходе. В общем я не на столько знаком с темой машинного обучения, чтобы аргументированно спорить. Но ведь существует стартап который яхо недавно выкупил, который из большой новости делает короткую на 400 слов. Соотвественно текст разобрать не проблема. Дальше совмещаем все немного по другому и готов сценарий. Люди так уже лет 5 сценарии клепают.

                                            Кстати можно делать сценарии на основе существующих книг. Мне кажется это более легкая задача
                                              0
                                              Если очень грубо, то ему задаются «термины» (ингредиенты), загружаются документы (рецепты), он из них выцепляет термины и делает связи между ними. Затем загружается статистика (та самая карта совместимости), которая устанавливает «веса» связей между вершинами. Вот, собственно, и все. Никакого машинного обучения тут нет. Текст разобрать действительно не проблема (это один из трёх компонент Ватсона). В случае со сценариями проблема в «терминах» и в «карте». Конечно, если сделать на коленке 100-200 терминов (нано-сценариев), то может быть что-то и получится… не знаю, пробовать надо
                                  0
                                  Вообще, представьте концепт для еды быстрого питания. Некий ящик из нержавеющей стали, напичканный сенсорами, центрифугами и прочим. Создается алгоритм варки супа. Закладываются исходные продукты и запускается нужная программа. Отделения для специй, мяса, овощей и т.п. Датчики замутнения подскажут о необходимости центрифугировать или отфильтровать жидкость. По сопротивлению жидкости определить уровень солености. Овощи могут быть почищены и порублены в автоматическом режиме. На выходе готовый суп хорошего качества по стандартизированному рецепту. Потенциально была бы ниша между фаст-фудом и неплохим рестораном. Актуально при больших объемах. Например столовая при крупном предприятии.
                                  Хотя, вероятно, повар дешевле обходится. Впрочем со временем что-то может измениться. Например, та же пицца легко алгоритмизируется. Стандартное тесто, пресс-форма для коржа, стандартная навеска начинки, блендер/измельчитель/нагреватель для соуса.
                                    +4
                                    А где сам рецепт? :)
                                      +7
                                      Увы, рецепты, судя по всему, нигде не опубликованы. Мне тоже очень хотелось их найти, но не вышло. А ещё сразу пришла в голову мысль о приложении для Андроида или Айфона. Возможно руководство IBM пока заинтересовано только в крупных корпоративных клиентах и кормит печеньками только их. А может им юристы собственные запретили — представьте, что какой-то альтернативно умный кулинар-любитель приготовит что-то по такому рецепту, у него заболит живот и он решит подать в суд на IBM? И пойдут жёлтые заголовки в газетах: «Бунт машин: суперкомпьютер отравил человека».
                                        +7

                                        — А потом я отравился печеньем.
                                      0
                                      *удалено*

                                        0
                                        Было бы круто если бы приложение сделали доступным для большого круга пользователей. Кстати здесь:
                                        http://flavourspace.com/mission-statement/ насколько я понимаю делают чтото подобное…
                                          0
                                          Чтож, мы стоим на пороге крайне любопытной вехи в развитии человеческой жизни. Многое из того, что человек создает в творческом процессе подлежит алгоритмизации, следовательно это можно просчитать. С применение подобных методов вычислений мы можем получить в итоге очень интересные результаты. Не в плане отдельных продуктов, а в глобальном плане.
                                          Суперкомпьютер научился лечить людей именно от того, чем они болеют. Это хорошо. Он научился создавать те блюда, которые будут точно нравится людям. Чтож, тоже неплохо. А что дальше?
                                          А дальше, как сказано в статье, он создаст духи, которые будут точно нравится всем женщинам (и, возможно, мужчинам), а следовательно, будут отлично продаваться и вскоре завоюют рынок. Дальше? Мода. Дизайн одежды, которая по вкусу каждому. Автомобили, на которых приятно смотреть и удобно ездить, архитектура домов, в которых приятно жить и городов, лишенных проблем современных мегаполисов. Да, это все неплохо.
                                          Но ведь, в отличие от человека, который идет через ошибки к успеху, компьютер заранее «знает», какое его творение будет удачным и почему. Я не хочу сказать, что это плохо, но это точно очень многое изменит в жизни обычных людей. Интересно будет посмотреть на мир, в котором творческие задания выполняет вычислительная машина, а человеку остается пользоваться плодами прогресса.
                                          Вот оно — будущее, господа! Вот оно и наступило!
                                            +1
                                            Компьютер тоже ничего заранее не знает наверняка. Он может численно оценить вероятность успеха на основании заложенной в него модели. По сути это аналогично внутренним ощущениям человека от творческой идеи. Субъективно высокая оценка вероятности успеха вызывает положительные эмоции, усиливает вдохновение, желание эту идею реализовать. И точно так же как в случае с творчеством человека, компьютер может ошибиться, получить негативную реакцию на своё творение и на основании этой реакции внести корректировки в модель. То есть будет идти через ошибки к успеху.
                                              0
                                              но все-таки я думаю, что вероятность ошибки будет _крайне мала_
                                                0
                                                Вы как-то слишком идеализируете компьютеры. И у них тоже бывают «неудачи». И эти «неудачи» могут быть вызваны многими факторами. Разница между компьютером и человеком здесь лишь в том, что в случае ошибки в предсказании результата компьютер не полезет в петлю и не уйдет в запой.
                                            +1
                                            Эти ролики с канала IBMSocialMedia должны быть в посте


                                              0
                                              Что у него с лицом?
                                              +1
                                              Аппетитные печеньки. Я б попробовал.
                                                +1
                                                Ватсон переварил в себе еще одну «экспертную систему» (причем совсем маленькую, судя по картинке), созданную на основе статистики. Но основная ценность в экспертных системах — это их база знаний, т.е. тот самый научный труд, который в практически готовом виде описывает все узлы и взаимосвязи графа.

                                                И да, не нужно быть Ватсоном, чтобы сделать это. Переваривание экспертной системы из тысяч узлов и десятков тысяч связей вполне под силу домашнему компьютеру.
                                                  +5
                                                  Не совсем понятно, что на выходе. Что считается рецептом в понимании Ватсона? Ведь рецепт в обычном понимании — это не только ингредиенты, но и технология (последовательность операций).
                                                    0
                                                    Следующая версия Ватсона будет называться Glados, и она будет делать тортики.
                                                      +1
                                                      Почему тут до сих пор нет этого комикса?
                                                        0
                                                        Вы забыли прописать тайтл:
                                                        To be fair, the braised and confused newt on a bed of crushed Doritos turned out to be delicious.
                                                        +1
                                                        Вспомнил это:
                                                        image
                                                          +1
                                                          – Послушай, – сказал Артур синтезатору, швырнув в мусорный ящик шестую полную до краев чашку, – ну почему ты так упорно пичкаешь меня этой гадостью?
                                                          – Высокая питательность и восхитительный вкус – таков наш девиз! – бубнил агрегат. – Райское наслаждение!
                                                          – Угу – рвотное наслаждение!
                                                          – Если наш напиток пришелся вам по душе, – продолжал агрегат, – почему бы не угостить чашечкой ваших друзей?
                                                          – Да потому, – ответил Артур, – что своими друзьями я дорожу. Попробуй наконец уяснить, что от тебя требуется. Слушай и не перебивай.
                                                          Артур уселся поудобнее и начал. Он рассказал автомату об Индии. Рассказал о Китае. Рассказал о Цейлоне. Об узорчатых листьях, впитывающих жаркие лучи тропического солнца. О серебряных заварочных чайниках. О прелести летних неспешных бесед на лужайке у дома.
                                                          О том, как важно наливать в чашку сначала молоко, а потом чай.
                                                          – Это все? – спросил нутримат, когда Артур замолчал.
                                                          – Все, – согласился Артур. – Все, что мне нужно.
                                                          – Вам нужны сушеные листья, вываренные в кипятке?
                                                          – Да. Но с молоком.
                                                          – Извлеченным из коровы?
                                                          – В каком-то смысле…
                                                          – Один я не справлюсь, – заключил агрегат.
                                                          – Я готов сделать все, что в моих силах, – предложил Артур.
                                                          – Вы свое уже сделали, – отрезал агрегат. И немедленно связался с бортовым компьютером.
                                                          Компьютер воспринял информацию о чае и, потрясенный до самых глубин материнской платы, подсоединил свои логические схемы к нутримату. Оба погрузились в мрачное безмолвие. Звездолет «Золотое сердце» недвижно завис посреди бескрайнего космоса. И все ближе и ближе подбирался к нему желтобокий уродливый вогонский корабль.
                                                            0
                                                            В Канаде существует институт, занимающийся исследованиями в области питания.
                                                            Этот институт выпускает рекомендации по здоровому питанию.
                                                            www.hc-sc.gc.ca/fn-an/food-guide-aliment/basics-base/quantit-eng.php
                                                            Думаю рецепты нигде не опубликованы, чтобы избежать судебных исков.

                                                            Я сделал сайт для планирования питания: mealgarden.com
                                                            В нем используются алгоритмы для рассчета nutrition facts, с учетом личных особенностей: рост, вес, уровень физ. нагрузки, возраст. Система сама генерит меню на основе этих данных на неделю.

                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                            Самое читаемое