Máy tính có thể “nếm” được cà chua hay quả việt quất không? Các nhà nghiên cứu của Đại học Florida cho biết, không chính xác lắm, nhưng nó có thể cho các nhà khoa học biết chất dễ bay hơi nào trong những loại trái cây này khiến chúng có vị ngon.
Nhà tạo giống và nhà di truyền học Marcio Resende của Viện Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm của Đại học Florida (UF/IFAS) muốn tạo ra cái mà ông gọi là “Người sành sỏi về trí tuệ nhân tạo”, một mô hình cho các nhà nghiên cứu biết hợp chất hóa học nào - nghĩa là chất dễ bay hơi, đường, axit và các hợp chất hóa học khác – tạo ra hương vị trái cây tốt nhất.
Để tìm hiểu xem một loại trái cây hoặc rau quả có đáng để nhân giống hay không, các nhà khoa học đã lấy mẫu cây trồng để ngửi và nếm thử mùi vị, đi qua các cánh đồng và hái từng sản phẩm.
Harry Klee, giáo sư khoa học làm vườn của UF/IFAS và là đồng tác giả của một nghiên cứu cho biết, những quy trình này có thể gây ra các vấn đề về hậu cần. Nghiên cứu mới xem xét cách các mô hình máy tính có thể sử dụng chất dễ bay hơi để đo hương vị trái cây.
Klee cho biết: “Do những hạn chế về chi phí và hậu cần, các nhà tạo giống thường không sử dụng bảng điều khiển người tiêu dùng trong các chương trình của họ”. “Lý tưởng nhất là sử dụng nhóm người tiêu dùng lớn bao gồm nhiều nhóm người tiêu dùng tiềm năng khác nhau. Chúng tôi sử dụng 100 người, trải dài ở nhiều độ tuổi và sắc tộc. Cách tiếp cận này đại diện nhiều hơn cho nhóm người mua sắm.”
Trong nhiều năm, các nhà nhân giống cây trồng và nhà di truyền học đã giúp nông dân thu hoạch năng suất cao hơn vì những đặc điểm hướng đến người tiêu dùng như hương vị khó đo lường hơn. Tuy nhiên, Patricio Muñoz, phó giáo sư khoa học làm vườn của UF/IFAS phụ trách chương trình nhân giống việt quất cho biết, năng suất cao là không đủ để các nhà sản xuất cạnh tranh trong các thị trường đòi hỏi khắt khe hiện nay.
Muñoz cho biết, các nhà sản xuất biết rằng nếu họ không đưa ra những giống có hương vị thơm ngon thì trái cây của họ có thể không bán được giá tốt hoặc không bán được chút nào. Với những phương pháp này, các nhà khoa học hy vọng sẽ giúp nhà sản xuất duy trì tính cạnh tranh và người tiêu dùng có trải nghiệm tốt hơn với sản phẩm của họ.
Sử dụng những mô hình này, chương trình nhân giống có thể đánh giá xếp hạng hương vị của nhiều loại rau quả. Quá trình này trước đây bị hạn chế bởi thực tế là cả nhà khoa học và hội đồng người tiêu dùng đều không thể thử nghiệm nhiều loại cùng một lúc.
Resende dẫn đầu nghiên cứu mới chỉ ra các cách lấy dữ liệu từ các chất dễ bay hơi trong quả việt quất và cà chua vào mô hình thống kê. Các kết quả nghiên cứu hiện chỉ giới hạn ở hai loại trái cây này nhưng sau đó sẽ được mở rộng sang các loại cây trồng khác mà các nhà nghiên cứu UF/IFAS phát triển.
Để tiến hành nghiên cứu mới của mình, các nhà nghiên cứu của UF/IFAS đã sử dụng dữ liệu chương trình nhân giống cà chua và việt quất từ thập kỷ trước.
Họ đã đưa ra nhiều loại giống cà chua và việt quất cho hội đồng người tiêu dùng tại Phòng thí nghiệm giác quan UF ở Gainesville. Sau đó, các nhà khoa học thu thập xếp hạng về các thuộc tính hương vị như “thích”, vị ngọt, vị chua, cường độ hương vị và vị umami.
Các nhà nghiên cứu của UF/IFAS đã thử nghiệm một loạt điểm số cho biết mức độ người tiêu dùng thích một hương vị. Hóa ra, chất dễ bay hơi giải thích tới 56% số điểm “thích”, điều này củng cố bằng chứng cho thấy chất dễ bay hơi đóng vai trò quan trọng trong việc xác định mức độ người tiêu dùng thích trái cây. Resende cho biết các chất dễ bay hơi cũng rất quan trọng trong việc định lượng và đánh giá tầm quan trọng của hương vị trái cây.
Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng các phương pháp học máy nói chung là những yếu tố dự đoán tốt nhất về sở thích hương vị của người tiêu dùng, được gọi là lựa chọn trao đổi chất. Độ chính xác của lựa chọn trao đổi chất cao hơn so với các mô hình sử dụng dữ liệu gen, làm nổi bật tiềm năng của phương pháp mới này trong các ứng dụng nhân giống.
Resende, trợ lý giáo sư về khoa học làm vườn của UF/IFAS cho biết: “Tôi nghĩ điểm chính là các nhà tạo giống có thể sàng lọc số lượng mẫu lớn hơn”. “Bằng cách này, bạn có một phễu rộng hơn để xác định các loại có hương vị thơm ngon và tại một thời điểm, các nhóm thử nghiệm hương vị sẽ đưa ra lựa chọn cuối cùng dựa trên dữ liệu cảm quan. Chúng tôi hy vọng rằng những mô hình này sẽ cho phép kết hợp hương vị sớm hơn làm mục tiêu nhân giống và khuyến khích lựa chọn và đưa ra các giống trái cây có hương vị hơn”.
Ngoài Resende, trong số các giảng viên khác của UF/IFAS đã nghiên cứu phương pháp thử nghiệm hương vị bằng mô hình máy tính còn có Klee, Muñoz và Denise Tieman, trợ lý giáo sư nghiên cứu - cả ba đều thuộc khoa khoa học làm vườn; Charlie Sims, giáo sư về khoa học thực phẩm và dinh dưỡng con người và Nikolay Bliznyuk, phó giáo sư về kỹ thuật nông nghiệp và sinh học. Tác phẩm cũng được viết đầu tiên bởi Ph.D. sinh viên Vincent Colantonio và Trợ lý nghiên cứu Nhà khoa học Luís Felipe Ferrão.
Nhấp vào bên dưới để xem video trong đó Resende giải thích nghiên cứu AI mới này.
– Brad Buck, Đại học Florida