人工智能在食品安全方面的運用探析

食品安全一直以來都是人們關注的焦點，但與之相關聯的風險事件卻頻頻出現，這說明當前食品安全監管還存在著一些問題。食品及其相關安全的監管是一項巨大而又困難的工作，再加上當前食品安全事件頻繁發生的原因多種多樣，因此，單純依賴于傳統的管理方式已難以實現有效的管理目標。智能監管是以人工智能和數據挖掘為基礎，在傳統監管基礎上進行的一種創新。智能監管能夠適應日益復雜和變化的形勢，對其進行智能監管日益引起社會的關注。正確運用人工智能和其他一些新技術，將有助于實現智能化監管。發展人工智能，將其在食品領域中的應用，有助于提高食品安全的智能化管理水平，促進這一領域的發展。本文對如何運用人工智能技術進行初步探索，對于促進我國食品安全管理的智能化，具有重要的現實意義。

1.概述

食品安全大數據在構建以防控為基礎的食品安全體系中發揮著重要作用。在此背景下，國家出臺一系列政策來推動食品安全大數據的建設。當前，我國正在進行新一輪的改革和發展，而人工智能技術則為我們帶來彎道超車的機遇。食品安全大數據是一個復雜的系統工程，涉及食品工程、統計分析等多個學科。隨著“人-機-物”“三元”的融合，數據的生產與使用模式也隨之發生變化。目前的模式是，人人都是數據的創造者，而且都是數據的使用者。人工智能是一門致力于發展工具和運算法則，使機器具有智能功能的技術。人工智能技術的進步，提高對場景的理解，幫助更多的傳統產業實現轉型，人工智能技術已經普及到每一個行業，并且已經深入到生活的各個方面，讓人們的生活水平得到極大的提高。當前，人工智能已被廣泛應用于醫療圖像處理、智能家居等領域，并被用于食品識別、后廚監控、感官評價等領域，人工智能與食品安全大數據相結合，進一步強化食品安全監管。目前，數字技術正處于飛速發展的時期，互聯網、物聯網等新型信息技術已經得到廣泛的應用。在大數據環境下，對信息技術的合理運用，能夠有效解決食品安全問題。利用物聯網追蹤系統，實現對食品原材料來源的實時追蹤，云計算為物聯網提供存儲和計算的平臺。大數據處理是對數據進行挖掘和融合，它是人工智能的基石，也是其發展的推動力量。人工智能是一種新興的科技，它利用計算機技術，對采集到的數據進行快速處理，從而達到模仿人思考的目的，在食品工業中的作用越來越大。

2.食品安全大數據分析

2.1食品安全大數據采集與預處理

有效的數據采集和科學分析，可以為長久的食品安全監控提供數據支持，通過傳感器、互聯網、物聯網及 ZigBee技術等采集特定的數據。食品安全大數據預處理指的是運用數據融合技術，具體包括數據融合、數據集約等內容，通過剔除噪音和冗余數據，從多源數據中提取出更有價值的信息。

2.2食品安全大數據的傳輸與存儲

網絡技術的出現，極大地提高海量數據的傳輸效率。在食品安全監控領域，通過藍牙、物聯網及 WiFi等方式傳輸傳感器、攝像頭所產生的即時數據，云計算、互聯網可以對不同的數據進行分類存儲，并進行有效的分析，極大提高處理大批量數據的能力。與此同時，隨著現代網絡技術的持續發展，某些數據得到有效壓縮，極大降低數據的存儲容量，從而可以更加方便有效地管理數據。

2.3食品安全大數據挖掘技術

常用的數據挖掘方法有三種。貝葉斯。貝葉斯網絡被用來進行食品詐騙的預警，對已知商品種類及進口商品都能進行預警，其準確率高達80%以上。決策樹。該方法可以監控食品中的化學成分，幫助將化學成分歸類，并可用作風險監控規劃的手段。人工神經網絡作為一種具有良好學習能力的數據挖掘模式，在許多領域都得到成功的應用。比如，學習并模仿對干酪的感覺評分等等。本項目的研究成果將為網絡訂餐、食品包裝、食品溯源、風險評估和聯合執法等提供重要的技術支撐。

3.利用人工智能的智能檢索技術構建

信息不對稱是導致食品安全事件頻繁發生的一個重要原因。食品作為一種后驗商品，其品質特性只能通過消費來獲取，這就導致食品供應鏈中的信息不對稱問題。當前，我國食品安全信息的傳播層次多、傳播途徑復雜，使社會公眾獲得有效的信息變得困難。而且，在傳統的食品供應鏈中，信息傳輸的方向與物流傳輸的方向是相同的，前者對后者有依賴性，而信息傳輸系統屬于單向的，很難達到信息跨越傳輸的目的。這樣的單向體系容易造成信息傳遞的滯后、扭曲等現象，使信息的非對稱性更加嚴重。

信息平臺的建立，可以促進信息的傳遞，提高信息的透明度，從而更好的促進食品安全的智能化監管。人工智能檢索是一種基于自然語言的檢索技術，能夠通過用戶提供的自然語言，對用戶進行快速分析，并制定出一套有效的檢索策略，實現對所需要的信息的大范圍搜索。將這一項技術充分運用起來，可以更快、更有效地對食品安全信息進行采集和共享，從而讓信息平臺逐步從封閉的狀態轉變為開放的狀態，構建一個全環節、全流程、全方位的信息監管平臺，促進我國食品安全管理水平的提高。采用人工智能技術，有利于在全產業鏈范圍內，建立糧食信息監控平臺，提高糧食信息透明度。

4.利用人工智能的智能代理技術

通過對食品采購商選擇的智能化研究，使其成為供應鏈的起點。在這一過程中，采購過程是非常重要的，如果在這一過程中發生錯誤，就會影響到后面的供應鏈，從而導致產品質量不合格。要從“事后處置”向“事前預防”的轉變，把食品安全問題扼殺在萌芽狀態。因為食物的貨架壽命一般都比較短，所以食物很容易腐爛。相對于其它產業而言，食品制造企業對產品的質量和時效要求更高。在采購原材料的時候，對供應商的選擇是非常重要的，如果選擇正確，就可以保證產品質量，從而對企業的長期發展有很大幫助。

但是，在實際的采購過程中，經常出現兩個問題：第一，采購商與供應商的交流不多，雙方的信息不能共享，對供應商的認識也僅局限于產品，不能全面了解他們的運營情況等，從而難以進行正確的供應商選擇。如果單純以供應商所能給出的價格為標準，則常常會造成供應商采夠低質量的原材料，以求更大的利潤。二是信息來源錯綜復雜，很難掌握要點。在信息溝通方面，運用人工智能的智能檢索技術，將主要供貨商的運營狀況納入信息監控平臺，使采購商對供應商的供貨記錄等有一個全面的認識。對于信息的復雜性和多樣性，可以采用人工智能中的智能 Agent技術進行處理。人工智能的智能代理技術能夠感知所處的環境，并采取相應的行動來達到目標，該技術利用自動獲取的領域模型，收集、篩選用戶的信息，積極地向用戶提供有用的信息，處理信息過多，無法掌握關鍵點的問題，便于迅速選擇供貨商，不僅可以節省購買時間，防止食物原材料的劣化，而且可以保證所購買的原材料安全。

5.人工智能的應用

5.1智能食品安全預警系統

在食品采購完成之后，對其進行合理的預警，能把次品剔除掉，防止其進入生產工藝而引起相關事故。在目前階段，我國食品安全事件頻繁發生的主要原因有兩個：一是信息不對稱；二是預警機制的缺失。目前，我國的預警體系還不完善，極易忽略有關的不安全信息，導致問題食品流入市場。在食品安全預警過程中，要進行科學合理的預警，不但可以有效地減少與之相關的安全事件，還可以幫助消費者建立起對食品安全的信任。人工智能專家系統是由多個專家學者在一個特定的領域中所積累的知識所構成，該系統運用已有的知識與經驗，進行推理與判斷，從而解決相關的復雜問題。將智能專家系統引入到食品安全預警中，可以有效地改善食品的品質，降低食品安全風險。

5.2智能食品安全生產管控

因為生產環節的決策具有很強的主觀性，所以造成錯誤的概率也很大。人工智能辨識是一種利用計算機來模仿人類的智力，并根據人類的思維方式來辨識事物的一種新技術。這項技術可以迅速地檢測出有毒的化學物質，并將不合格的產品從生產過程中剔除出去，避免它們流入市場。在人工智能決策支持技術的基礎上，對以 HACCP為基礎的智能決策支持系統進行研究，從而達到生產安全食品的目的，拓展決策支持系統的應用領域，提升其解決問題的能力，從而對食品生產的過程進行有效的控制，保證食品安全。

5.3食品安全智能物流

物流是食品生產、加工、消費的關鍵環節，對其進行有效的管理，將有助于降低相關事故的發生。在食品安全方面，長期以來，人們都十分重視食品的生產和加工環節，而對于食品的物流環節，人們卻沒有給予足夠的重視?！熬祁愒鏊軇笔录陌l生，直接暴露出我國物流系統對糧食安全保障的薄弱性。所以，要降低食品安全風險，必須從源頭上加強對食品物流環節的管理。其中，物流是指食物的運輸與存儲，因為一般情況下，食品的保質期相對較短，因此，在運送和存儲方面，容易受到溫度和環境的影響，造成食物的腐爛。同時，在這一過程中，若將食物與其它有香味的物品混合，也容易造成串味的問題。為了防止出現食物不安全問題，首先要對食物的溫度等硬性指標進行嚴格的控制，然后還要對食物進行分類，防止食物的串味。人工智能中的模式識別技術是探索如何讓機器擁有感知的能力，而推理和程序設計是關于如何利用已有的知識和技術，使機器完成一個具體的目標。通過使用人工智能模式識別技術，我們可以及時判斷出，食品在運輸過程中，其周圍的溫度是否適宜，食品本身的性質是否發生不良的改變，食品中是否出現混雜。運用邏輯與程序設計方法，對物流過程中的食物特征進行實時跟蹤，以保證食物在物流過程中的質量與安全，同時也提升物流過程中的管理效率。

5.4 銷售環節食品安全

銷售環節是食品從生產者到消費者的最后一個環節，如果對這個環節的監督不到位，就會造成不良食品進入市場，而消費者就要為其帶來的安全隱患買單，這就使得先前對食品采購、生產和物流環節的監督變得毫無意義。加強對銷售環節的監督是非常重要的，就像儲存環境會對食物的質量產生影響，銷售環境也會對食物的質量產生影響。一般來說，一個良好的流通環境對保證食物的安全性有很大的影響，不佳的流通環境很容易引起食物的污染。此外，在銷售中，直接或間接地與食品相接觸的一線工作人員，他們對食物安全沒有足夠的認識，往往會違反有關法規，從而造成食物的污染。對于銷售環境是否符合標準這一問題，類似于物流環節，也可以使用人工智能的模式識別技術，來對食品所處的環境是否適合進行判斷和預警，從而預防風險的發生。而對于由于工作人員的操作失誤而導致的食品安全事故，則可以通過使用人工智能和機器學習的方法來處理。機器學習僅靠數據就能提高人工智能系統的性能，它是 AI系統的一種提高方法。在此過程中，對該技術進行充分的運用，使公司的操作流程自動化、無人化，減少因生產中操作人員的錯誤而引起的食品安全事故，確保產品在流通過程中的質量。

結論

總而言之，食品供應鏈是一條漫長而又復雜的產業鏈，任何一個環節出問題，都有可能引發一系列的食品安全事件。由于傳統管制模式的弊端日益凸顯，因此，構建智能管制是必然的。人工智能是近年來發展起來的一項新興技術，將其運用于智能食品安全監督管理，有著重要的現實意義。

作者簡介：

唐嘉駿（2002.06-），男，漢族，山東泰安人，山東農業大學食品科學與工程學院本科在讀；研究方向：食品相關。