中国农业大学汤修映:让机器拥有“五感” ,解锁食品感官数智化_南方+_南方plus

当一瓶白酒的色泽、香气、滋味、口感与入喉回响,不再依赖品酒师舌尖与经验的反复揣摩,而是被一套智能装备精准 “看见、嗅到、尝到、触到、听到”,并转化为可计算、可复刻、可优化的数字密码 —— 一场由感官数智化引发的农业食品产业革命,正从实验室走向生产线,重塑从田间到餐桌的品质话语权。

破译 “五感密码” 打造真机器 “人”

中国农业大学教授汤修映团队蓄力深耕十数年,研发出农产品(食品)感官数智化检测与评价成套装备,在国内外首次实现人类视觉、嗅觉、味觉、触觉、听觉 “五感” 全面数字化,把千百年来依赖经验、主观、人工的感官评价,变成稳定、标准、智能的数智体系。

机器人要复刻人类五感,难度并非均等。汤修映给出排序:触觉<听觉<视觉<嗅觉<味觉,难度逐级攀升。触觉、听觉是纯粹物理信号,力位移曲线、声波波形易采集建模;视觉信息易得,但“好不好看、诱不诱人”的主观判断难量化;嗅觉、味觉则踏入复杂化学感知与主观体验深水区,尤其是味觉,酸甜苦咸鲜之外,还存在强烈协同与抑制效应——如甜能压苦、香能提鲜,这些微妙关系都让机器建模难上加难。

“机器能精准识别颜色,却很难理解‘好吃’背后的综合体验;能测出甜度数值,却算不清‘回甘悠长’的感官享受。” 汤修映打了个形象比方,单一感官是像“翻译单词”,五感融合后才真正“读懂整篇文章”。

目前,味觉系统、嗅觉系统等装备已经解决了最难的味觉和嗅觉。但真正难题在多模态数据融合——把图像(视觉)、声音(听觉)、气体信号(嗅觉)、化学信号(味觉)和力学曲线(触觉)等异构数据,整合成统一的食品感官“数字指纹”。汤修映进一步解释到,就相当于让不同国家的人同时同地用同一种语言实现交流互动。

据悉,该团队通过几大路径攻克难关:自研核心传感器,突破气体、滋味等敏感元件依赖进口的瓶颈;构建全域感官数据指纹库,把海量样品的五感信号沉淀为标准图谱;算法持续迭代,用深度学习拟合复杂非线性关系。

当机器像人类一样拥有五大感知体验能力,才能真正叫做机器“人”。如今,这套五感数智化系统已完成实验室到产线的三级验证,并开始在白酒与调味品风味解析、果蔬与宠物饲料品质检测、香精香料及药物滋味评价等多个场景落地应用。

“仪器 - 数据 - AI”闭环 重塑白酒新体验

前端:多模态智能传感器,实现感官信息精准采集;中台:数据融合平台,构建感官“数字指纹”;应用层:AI模型驱动风味分析与评价决策。仪器感知、数据表达、AI 决策,三位一体形成自我迭代的技术闭环是这套装备的核心价值。

目前,该技术已开始在白酒、宠物食品、果蔬等领域落地,与多家行业龙头开展深度合作。特别是白酒领域,未来或将彻底颠覆了传统生产逻辑。如酿造环节,品酒师不再反复举杯试饮,只需把原酒放入五感数智化检测舱:视觉镜头捕捉酒液色泽与挂杯,智能嗅觉捕捉窖香、粮香、陈香层次,智能味觉精准解析酸甜苦咸鲜与回甘,触觉传感器感知酒体醇厚与绵柔,声学模块记录入喉轻响。随后系统生成完整感官数字指纹,自动完成分型定级、勾调配比建议。原本要 3 名资深品酒师耗时半天的品评,如今 1 分钟完成。勾调方案一键下发生产线,新品从构思到定型仅需两天。汤修映说,“对白酒企业而言,最直接的是成本、效率、稳定性三重红利”。

“当然,AI时代我们的目标不是取代品鉴师,而是重塑人机协同新范式。”汤修映强调,人负责创意、复杂决策与文化表达,机器负责标准化、重复性、高精度工作,二者结合让品质管控更稳定、研发更高效、成本更可控。

感官数智化 未来5-10年新热点

目前,汤修映团队已研发近 30 款智能检测仪器,实现高端仪器国产化替代,最核心的成果就是建成完整农产品感官数智化评价体系,从底层传感器到上层算法全部自主可控,提供从装备到方案的一揽子服务。

“农业智能化的根本,是解决产量、质量、效率、节能减排四大问题。”汤修映说,感官数智化不只是一项技术,更是一套重构农业食品产业的标准体系,让品质可感知、风味可计算、生产可优化,用科技守住舌尖上的品质与安全。

可以想象,未来的食品包装标志不仅体现生物、理化指标,还将更加丰富地体现视觉、嗅觉、味觉、触觉、声觉。如走进超市酒水区,每瓶酒的标签上不只有度数、香型、配料表。还有五感可视化图谱:用色条标注酒液清亮微黄,用气味云图呈现粮香、窖香、陈香层次,用滋味曲线显示酸甜鲜醇与回甘,用触感刻度标注绵柔醇厚,甚至用声波图标还原入喉温润的听觉体验。系统还能根据顾客偏好推荐:偏爱浓香醇厚、入口顺滑的人群,系统直接匹配对应酒体。消费者不再只看参数,而是按“五感体验”选酒;企业也依据消费偏好数据反向定制生产,食品制造从“经验生产”转向“精准感知、按需制造”。

“未来 5-10 年,农业智能检测将从单点、被动、离线工具,升级为全域、主动、在线、闭环的智能感知体系,感官数智化有望成为继智慧农机、无人机之后的新热点。”汤修映预判到。

当机器拥有人类五感,当经验变成数字密码,中国农业食品产业正迎来从“经验驱动”到“数据驱动”的历史性跨越。汤修映坚信:这不仅是技术的突破,更是农业现代化的必然方向。

采写:南方农村报记者  赵飘飘

来源:南方农村报


版权声明:未经许可禁止以任何形式转载
编辑 赵飘飘