تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

[إعلان 1]

الحاجة إلى الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

بالإضافة إلى توفيره فرصًا لحل تحديات الصناعة المعقدة، يُحدث الذكاء الاصطناعي تغييرًا جذريًا في المشهد التجاري. إذ تستجيب الشركات لاتجاهات المستهلكين وتُطرح منتجاتها في السوق بوتيرة أسرع من أي وقت مضى، وقد بدأ المستهلكون يتوقعون ذلك. ولمواكبة هذه الاتجاهات والنجاح في استراتيجيات طرح المنتجات في السوق، يجب أن يكون ابتكار المنتجات أسرع من أي وقت مضى.

*الاستثمار في الذكاء الاصطناعي من عام 2000 إلى عام 2023*

تقليديًا، عانت دورة تطوير المنتجات الجديدة لشركات الأغذية، من بدايتها وحتى طرحها في الأسواق، من محدودية المعلومات وتشتت البيانات. وينشأ هذا التعقيد من جوانب مختلفة لدورة العملية، بما في ذلك التسويق والبحث والتطوير والمبيعات. وتؤدي هذه التحديات إلى بطء في اتخاذ القرارات وطول دورات الابتكار.

لذا، ليس من المستغرب أن يفشل حوالي 80% من إطلاقات المنتجات الغذائية، ويعود ذلك في الغالب إلى عدم قبول المستهلكين لها. يُسهم الذكاء الاصطناعي في معالجة هذه التحديات بفعالية من خلال تقليل الحاجة إلى اختبارات مكثفة وتعزيز التعاون بين الأقسام باستخدام شبكات بيانات قوية. كما يُمكنه تبسيط العملية برمتها من خلال تحسين تركيبات المنتجات ومعايير العملية وتحليل اتجاهات السوق.

تقول ميريام أوبرال، المديرة السابقة للبحث والتطوير في شركتي كرافت هاينز ويونيليفر: "الأجندة الرقمية برمتها مهمة ومثيرة للاهتمام، فإذا أُحسن تنفيذها، فإنها تُسرّع وتيرة العمل حقًا". وتضيف: "تجنبوا الكثير من التجارب والأخطاء التي تتبعها مؤسسات البحث والتطوير التقليدية، وكونوا أكثر قدرة على التنبؤ".

دور الذكاء الاصطناعي في دفع عجلة الابتكار في صناعة الأغذية

تعزيز رؤى المستهلكين وتوليد الأفكار . تعمل الذكاء الاصطناعي على إعادة تشكيل عملية تطوير المنتجات الجديدة من خلال الاستفادة من نهج متعدد الأبعاد قائم على البيانات.

أولاً، يُفسّر الذكاء الاصطناعي الاتجاهات الآنية من مصادر خارجية، ويجمع معلومات حول آراء المستهلكين ومشاعرهم. ويشمل ذلك تحليل منصات التواصل الاجتماعي، وتتبّع الكلمات المفتاحية، واستخدام روبوتات الدردشة في الاستطلاعات، وتحليل الصور.

ثانيًا، يمتد الذكاء الاصطناعي أيضًا إلى مستشعرات إنترنت الأشياء (IoT)، التي تجمع بيانات المستهلكين حول اختياراتهم للمنتجات وتفضيلاتهم في الطهي. علاوةً على ذلك، يُجري الذكاء الاصطناعي تحليلاتٍ، مستفيدًا من بيانات المبيعات التاريخية واتجاهات السوق، للتنبؤ بدقة باحتياجات المستهلكين وتفضيلاتهم، وتحسين أوقات إطلاق المنتجات الجديدة، والتكيف مع تغيرات السوق.

TasteGPT هو برنامج ذكاء اصطناعي متعدد الأغراض من Tastewise مصمم لمساعدة المستخدمين في الحصول على رؤى مخصصة بشكل أسرع من أي وقت مضى.

شركة Tastewise الناشئة مثالٌ بارزٌ على استخدام الذكاء الاصطناعي لإلهام تطوير منتجات جديدة. فقد طورت الشركة برنامجًا يجمع كمياتٍ هائلةً من البيانات من مصادر متنوعة (منصات التواصل الاجتماعي، والتقييمات، وقوائم الطعام، والوصفات، وغيرها) لفهم اتجاهات الطعام الناشئة وأذواق المستهلكين.

يعد هذا البرنامج أداة قيمة لشركات الأغذية لأنه يساعد في إنشاء المنتجات المرغوبة والمفضلة لدى المستهلكين.

اكتشاف مكونات غذائية جديدة . في دورة تطوير المنتجات الجديدة، يُمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا تسريع اكتشاف مكونات غذائية جديدة، وتحسين فرزها وتوصيفها. تُجري الشركات الناشئة حول العالم أبحاثًا وتطويرًا لخوارزمية فعّالة لدعم عملية اكتشاف الأغذية. على سبيل المثال، تستخدم شركتا Ginkgo Bioworks وArzeda مزيجًا من التصميم الحاسوبي والذكاء الاصطناعي لابتكار بروتينات وإنزيمات جديدة. وفي الوقت نفسه، تستخدم Amai Proteins الذكاء الاصطناعي لتصميم بروتينات جديدة مُحسّنة لإنتاج خصائص ونكهات مختلفة.

البحث والتطوير والتحسين . يلعب الذكاء الاصطناعي دورًا محوريًا في التنبؤ بخصائص المنتجات الغذائية المتنوعة وتحسينها. فهو يقترح نسب المكونات بما يتناسب مع نكهاتها، ويقدم بدائل صحية مع الحفاظ على نكهتها.

بالإضافة إلى ذلك، يُساعد الذكاء الاصطناعي في تقييم قوام المنتجات الغذائية، مما يضمن توافق خصائصها مع التوقعات. أما على الصعيد الغذائي، فيُحسّن الذكاء الاصطناعي الوصفات لتحقيق أهداف مُحددة، سواءً كانت تقليل محتوى السكر أو زيادة مستويات البروتين، مع التنبؤ بالمحتوى الغذائي بما يُلبي متطلبات الملصق.

في الآونة الأخيرة، طبّقت شركات الأغذية الذكاء الاصطناعي في دورات البحث والتطوير الخاصة بها، مما قلّص وقت تطوير المنتجات ومعالجتها من أشهر إلى أيام. استخدمت يونيليفر الذكاء الاصطناعي لإنتاج منتجات قليلة الملح، مما سرّع عملية تحليل النكهة من أشهر إلى أيام. واختبرت كرافت هاينز خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحسين التكاليف والسكر والملح، محققةً نتائج باهرة. وحقق التحليل الوصفي الكمي دقةً بلغت 94% في إعادة إنتاج منتج الطماطم الأصلي.

تحسين الإنتاجية والتكاليف . بعد تطوير المنتجات الغذائية على نطاق المختبرات، تواجه شركات الأغذية تحدي تجهيز الآلات وخطوط الإنتاج للإنتاج واسع النطاق مع الحفاظ على نفس القدرة التنافسية والجودة كما هو الحال في المختبرات. يوفر الذكاء الاصطناعي حلاً من خلال تحليل البيانات لتحديد الظروف المثلى لتوسيع نطاق الإنتاج.

شركات ناشئة رائدة، مثل Animal Alternative Technologies وUmami Bioworks، تقود هذا المجال، حيث تُطوّر ملكية فكرية وتقنيات قابلة للتطوير من خلال تحسين علوم البيانات. ومن الشركات الناشئة البارزة في هذا المجال شركة Eternal، التي تستخدم الذكاء الاصطناعي والروبوتات لأتمتة اختبار وتحليل وتحسين تخمير الكتلة الحيوية. كما تُفيد هذه التطورات الشركات المصنعة الكبرى التي تبحث عن مسار عملي ومستدام لإنتاج بروتينات بديلة على نطاق واسع.

تحديات تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

يوفر تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية فوائد عديدة، منها كفاءة التكلفة، والسرعة، والتخصيص، والقدرات التنبؤية، والرؤى المستندة إلى البيانات. ومع ذلك، تواجه هذه العملية أيضًا عددًا من التحديات.

بيانات تاريخية محدودة : يفتقر مجال ناشئ، مثل تكنولوجيا الأغذية، إلى بيانات تاريخية تُغذي الخوارزميات، مما يُصعّب توليد نتائج ذات معنى. وإن وُجدت، فغالبًا ما تُوجد بتنسيقات بيانات غير مُهيكلة ومُتباينة. لذلك، ثمة حاجة إلى تطوير بيانات الإدخال ذات الصلة لجعلها أكثر وضوحًا.

تكاليف التنفيذ الباهظة : قد يكون إنشاء نظام ذكاء اصطناعي وصيانته مكلفًا، خاصةً للشركات الصغيرة. من ناحية أخرى، قد لا تكون أنظمة الشركات الكبيرة الحالية محصنة ضد التغيرات المستقبلية، وبالتالي تتطلب استثمارات كبيرة لمواصلة نموها.

التعقيدات القانونية والأخلاقية : يُثير التعقيد المتزايد لأنظمة الذكاء الاصطناعي، وخاصةً في التطبيقات التنبؤية، تحدي المساءلة القانونية والأخلاقية لمعالجة أخطاء الذكاء الاصطناعي المحتملة وعواقبها. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ تقييم تأثير الذكاء الاصطناعي على ثقافة الطعام التقليدية أمرًا بالغ الأهمية لفهم تأثيره الإجمالي.

قضايا أمن البيانات : تُعدّ حماية البيانات الخاصة، مثل الوصفات السرية، مع تعزيز مشاركة البيانات لتحسين تطبيقات الذكاء الاصطناعي تحديًا معقدًا يتطلب آليات حوكمة فعّالة. كما تُعدّ الحماية من الهجمات الرقمية أمرًا بالغ الأهمية.

اللوائح المتغيرة : تتغير قوانين الغذاء باستمرار، مما يتطلب من أنظمة الذكاء الاصطناعي مواكبة هذه التعديلات. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تتطلب اللوائح تفسيرًا، وهو ما قد لا يكون الذكاء الاصطناعي الحالي مناسبًا له.

التعاون متعدد التخصصات وتبادل المهارات : يتطلب الجمع بين الذكاء الاصطناعي وخبرة الغذاء تواصلًا فعالًا بين الخبراء من مختلف المجالات (علماء الأغذية، والمهندسون، وعلماء البيانات). وهذا يتطلب تبادلًا متسارعًا للمهارات وبناءً مشتركًا بين التخصصات لاتخاذ قرارات متكاملة قائمة على البيانات.

قبول المستهلك : يتطلب تخفيف مخاوف المستهلكين بشأن الأغذية المُنتجة بالذكاء الاصطناعي بحثًا دقيقًا ومتعمقًا. إنها عملية بحث طويلة ودقيقة ومكلفة.

التأثير البيئي : بالإضافة إلى الكفاءة، يجب دراسة الأثر البيئي للذكاء الاصطناعي ومقارنته بفوائد الحد من الأثر البيئي. يُعدّ التصدي لهذه التحديات أمرًا بالغ الأهمية لمساعدة صناعة الأغذية على الاستفادة من إمكانات الذكاء الاصطناعي، مع معالجة قيوده وآثاره المجتمعية بشكل استباقي.

آفاق تطبيق الذكاء الاصطناعي في صناعة الأغذية

منذ أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، شهد العالم طفرةً في عدد الشركات الناشئة المتخصصة في تطوير المنتجات الغذائية القائمة على الذكاء الاصطناعي. ويكمن جوهر الأمر في توفير حلول قائمة على الذكاء الاصطناعي لمهام مثل تحليل السوق، والتنبؤ بآراء المستهلكين، بالإضافة إلى النمذجة التنبؤية لمعايير المنتج والعملية.

نظام بيئي ناشئ لصناعة الأغذية يعتمد على الذكاء الاصطناعي.

تتزايد اندماجات الشركات الناشئة مع شركات الأغذية لدفع عجلة الابتكار، وهو اتجاه من المتوقع أن يكتسب زخمًا أكبر في المستقبل القريب. ومع ظهور تحديات في جودة البيانات، وقوة المعالجة، والأخلاقيات، تغلغلت تطبيقات الذكاء الاصطناعي بعمق في صناعة الأغذية. لذلك، بمجرد تحديد آلية تطبيق موحدة، من المتوقع أن يُحدث الذكاء الاصطناعي ثورة في صناعة الأغذية.

يُعدّ التآزر القوي بين الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا الأغذية حلقة وصل حتمية لتلبية الطلب المتزايد على الغذاء ومتطلبات الاستدامة. بدءًا من استلهام تصميمات المنتجات الجديدة استنادًا إلى بيانات طلب المستهلكين، ووصولًا إلى اقتراح معايير عملية جديدة لتحسين الإنتاجية وخفض التكاليف، سيساهم الذكاء الاصطناعي في تحسين كل خطوة في دورة تطوير المنتجات الجديدة في صناعة الأغذية في المستقبل.

(وفقًا لـ peakbridge.vc و ieeexplore.ieee.org)

[إعلان 2]
مصدر