在各种美食中,烘焙食品始终占据着重要的位置。无论是松软的面包、细腻的蛋糕,还是酥脆的饼干,都让人难以抗拒。
烘焙不仅是一项技术,更是一门艺术。将面粉、鸡蛋、奶油、糖等原料以不同比例进行混合,经过一系列物理和化学反应,就能创造出各种口味和质感的甜点,它们如同一件件精美的艺术品。
各式各样的甜点在口感和视觉上都能带给人们幸福感。
如今,烘焙大师们已经开发了像蛋挞、泡芙和千层酥等数十种经典甜点,但为了给食客们带来新的味觉体验,他们依然不断进行研究和新品开发。
谷歌的 AI 工程师 SaRa 是一名烘焙爱好者,也在探索新的可能性。她将个人兴趣与工作结合,利用人工智能开发新的烘焙配方。
通过机器学习,SaRa 能够在短时间内开发出两个新品。
和许多人一样,Google Cloud 的 AI 工程师 SaRa 在疫情期间将大量时间投入到厨房中。

SaRa 热衷于将工作与爱好结合,探索新事物。
她发现,大多数人在烘焙时往往依赖于已有的网上配方,虽然这种方式安全,但创新性不足。如果随意搭配,可能会导致失败,浪费材料和时间。
因此,理解烘焙配方背后的科学原理显得尤为重要,这样才能清楚各种原料和比例所带来的不同效果,从而突破固定配方的限制。
作为 AI 工程师,SaRa 认为,这一任务非常适合机器学习。「通过现有数据训练机器学习模型,让其掌握规律,从而创造出我们想要的新配方。」
基于这个想法,SaRa 很快构建了一个 AI 模型。在学习了 600 种烘焙配方后,该模型能够准确判断输入配方的烘焙结果是面包、蛋糕还是曲奇。

AI 模型能够准确预测给定配方的结果。
接着,SaRa 让 AI 创建一个蛋糕与曲奇混合的配方,并将其命名为「cakie」(cake+cookie)。
AI 模型没有让她失望,按照 SaRa 的需求生成了精确的配方。经过亲自实验,SaRa 发现新配方的「cakie」非常符合预期,味道也极佳。

新甜点「cakie」兼具蛋糕的蓬松感与曲奇的酥脆。
随后,SaRa 又让 AI 创建了「面包饼干」的配方,命名为「bReakie」(bRead+cookie),结果同样令人满意。

这种新型点心,既像面包又像饼干。
AI 烘焙师:精通配方之间的微妙关系。
SaRa 在博客中详细介绍了这一模型的构建过程,让我们看看 AI 如何成为一位专业的烘焙师。
数据集整理
首先,SaRa 和她的团队从网上收集了 600 多个配方,构成了配方数据集,涵盖了面包、蛋糕和饼干。他们提取了其中 16 种常用核心原料,包括面粉、酵母、牛奶、水、盐和鸡蛋等。
接下来,对这些配方中的各种原料进行度量单位的统一,所有单位都转换为「盎司」(1 盎司 ≈ 28.35 克)。

统一各配方原料的度量单位。
建立模型,学习配方
他们利用 Google 的 AutoML Tables 构建了一个分类模型。
在创建新的表格模型后,可以直接从 CSV、Google 表格或 BigQuery 数据库导入数据。数据导入后,可以在「训练」标签中查看。

通过这些数据对模型进行训练后,模型掌握了不同烘焙品的配方特点,从而实现更准确的预测。
分析模型可解释性
通过进一步分析,SaRa 了解了 AI 模型进行预测时的判断依据。结果表明,烘焙配方中的每种成分对决策的重要性排名如下:

模型预测时依赖的重要指标:奶油、糖、酵母和鸡蛋。
当然,实际上各类甜点的配方非常复杂,以上指标并非一成不变。例如,SaRa 对某个「蛋糕」配方的预测分析显示,鸡蛋、黄油和小苏打是 AI 进行判断的重要依据。

模型不仅提供判断结果,还给出决策依据。
尽管在烘焙领域,已有专业人士撰写出《用科学方式了解面包的「为什么」》、《面包圣经》等介绍烘焙原理的书籍,但很多业余爱好者可能没有足够的时间或耐心去深入研究。
AI 烘焙师则帮助我们省去了这一步,无需掌握科学原理,也能让 AI 帮你创造出符合个人口味的甜点,真是美好。
开发新菜品,AI 是否比人类更可靠?
随着人们对创新菜品的追求,许多人开始尝试不同的组合。然而,现实是,创新菜品一不小心就会变成令人畏惧的黑暗料理:青菜炒橘子、月饼炒辣椒、西瓜炒香蕉等。
在 AI 学习开发烘焙配方之前,它也曾涉足菜谱研发领域。究竟它是否比人类厨师更靠谱,能够在创新的同时避免失误呢?
2019 年,英国的馅饼制造商 Piglet’s Pantry 与一家商业贷款平台合作,让算法学习了数千种现有的英国馅饼食谱(总计近 100 万字符的文本),从而发明了数千种新的馅饼食谱。
经过人工实验筛选与改进,最终选出五种新的馅饼配方投入生产,并获得了顾客的好评。

AI 研发的咖喱鸡肉馅饼。
不过,想象力丰富的 AI 有时也会出现失误,生成一些看似难以下咽的食谱。
例如,它曾生成过蓝莓+菠菜+羊乳酪的搭配,以及培根+牛油果+桃子的搭配等。

一位好奇的吃货宝宝表示,味道一言难尽。
看来,AI 在菜谱开发方面的技能尚不稳定,有时只是一些随机组合。因此,广大吃货们需要做好心理准备,将创新菜的任务交给 AI,节省时间的同时也要承受一定风险。
