人工智能在釀造酒行業(yè)中的應(yīng)用

釀酒是一個(gè)古老的行業(yè)。隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，許多種類的酒已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。然而，人們并不完全滿足于用機(jī)械代替人力來生產(chǎn)葡萄酒。傳統(tǒng)的工業(yè)化釀酒，意味著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)設(shè)的參數(shù)，精準(zhǔn)的品控，釀出來的酒未必比小規(guī)模的人工工藝好。另一方面，手工操作需要巨大的人力資源，有經(jīng)驗(yàn)的老師稀缺，成本很高。人工智能應(yīng)用的成熟，讓這個(gè)行業(yè)有了通過技術(shù)降低成本、提高質(zhì)量的新想象空間。無論是在工業(yè)生產(chǎn)線上，還是在以人為基礎(chǔ)的步驟中，人工智能都可以提供幫助。本文將介紹世界上已經(jīng)出現(xiàn)的應(yīng)用，并提出一些思考。

作者閆，

1.酒精釀造市場(chǎng)的規(guī)模和現(xiàn)狀

2014-2019年，全國(guó)大型釀酒企業(yè)數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，達(dá)到2500多家。截至2019年12月，全國(guó)規(guī)模以上釀酒行業(yè)企業(yè)數(shù)為2129家。從白酒行業(yè)銷售收入來看，白酒行業(yè)銷售收入占白酒行業(yè)銷售的主要比重，規(guī)模以上白酒企業(yè)銷售收入占67%；其次，啤酒行業(yè)銷售收入占比20%，黃酒和葡萄酒占比相對(duì)較低，只有2%。

二、酒精釀造中常見的人工智能技術(shù)

機(jī)器視覺：機(jī)器視覺系統(tǒng)通過機(jī)器視覺裝置將拍攝的物體轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳輸?shù)綀D像處理系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。然后，圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算，提取物體的特征，并根據(jù)判別結(jié)果控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作。它廣泛應(yīng)用于機(jī)器人手臂。

機(jī)器學(xué)習(xí)：機(jī)器學(xué)習(xí)是一門交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計(jì)學(xué)、算法復(fù)雜性理論等。傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)主要研究回歸算法、決策樹、隨機(jī)森林、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯學(xué)習(xí)等。該方法已用于計(jì)算葡萄酒生產(chǎn)中優(yōu)化釀造步驟和配比的參數(shù)。

機(jī)械臂：機(jī)械臂是一個(gè)精度高、耦合性強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)，操作靈活性很強(qiáng)。需要為不同的人規(guī)劃其關(guān)節(jié)空間的軌跡，形成末端姿態(tài)。廣泛應(yīng)用于工業(yè)裝配等領(lǐng)域。在釀酒工業(yè)中，機(jī)械臂被應(yīng)用于白葡萄酒的發(fā)酵。

激光測(cè)距：激光測(cè)距是以激光為光源的測(cè)距。由于單色性好，方向性強(qiáng)，激光器可以高精度晝夜工作。在釀造過程中，它是由用來灌裝白葡萄酒的設(shè)備控制的。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：通過信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)等設(shè)備和技術(shù)，實(shí)時(shí)采集需要監(jiān)控的各種過程和數(shù)據(jù)信息，傳輸?shù)较到y(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在酒廠生產(chǎn)線和發(fā)酵罐中的應(yīng)用，可以采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行決策和調(diào)整。

人工智能技術(shù)在酒精釀造領(lǐng)域的應(yīng)用

四。人工智能在酒精釀造中的應(yīng)用案例簡(jiǎn)介

日本俏江南：日本清酒品牌俏江南開發(fā)了一款人工智能工具，可以計(jì)算大米的更佳浸泡時(shí)間。清酒釀造過程中，大米在蒸煮前要進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間通常由經(jīng)驗(yàn)豐富的釀酒師用秒表根據(jù)大米吸水的程度來控制，影響成品的口感，是整個(gè)過程中最重要的一環(huán)。隨著清酒釀造行業(yè)勞動(dòng)力日益短缺，南方美人酒廠希望通過人工智能等信息化手段振興清酒行業(yè)。

美國(guó)帕爾馬斯酒廠：美國(guó)帕爾馬斯酒廠自主研發(fā)了一套人工智能發(fā)酵罐控制系統(tǒng)Felix，對(duì)酒廠擁有的24個(gè)發(fā)酵罐進(jìn)行監(jiān)控和分析。自2014年投入使用以來，安裝在發(fā)酵罐中的溫度和液體密度傳感器以每秒10次的頻率收集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)計(jì)劃自動(dòng)創(chuàng)建趨勢(shì)線，并對(duì)發(fā)酵溫度進(jìn)行調(diào)整，以調(diào)整fe

Mackmyra:瑞士威士忌酒廠Mackmyra于2019年與微軟和芬蘭科技咨詢公司Fourkind合作，開發(fā)了一款由機(jī)器學(xué)習(xí)算法設(shè)計(jì)的單一麥芽威士忌。這個(gè)威士忌配方是Mackmyra的機(jī)器學(xué)習(xí)模型在微軟的云計(jì)算平臺(tái)上運(yùn)行生成的。該模型收集了包括麥芽、發(fā)酵、蒸餾和成熟在內(nèi)的原始數(shù)據(jù)，并使用Mackmyra的歷史配方、銷售數(shù)字和客戶偏好來生成各種備選配方。

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所(洛陽):2017年，中國(guó)科學(xué)院洛陽研究所研發(fā)了一款給酒機(jī)器人。在傳統(tǒng)的白酒釀造中，將煮好的高粱即酒醅運(yùn)送到酒醅中進(jìn)行蒸餾的步驟需要人工進(jìn)行，這對(duì)運(yùn)送和蒸餾監(jiān)控的師傅們的經(jīng)驗(yàn)要求非常高。機(jī)器人可以實(shí)時(shí)獲取酒醅中的熱量分布，通過電腦控制機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)酒醅的“輕鋪勻鋪”和“氣體檢測(cè)蒸”。

人工智能在酒精釀造領(lǐng)域的五大局限

葡萄酒質(zhì)量的主要影響因素包括發(fā)酵過程的原料和參數(shù)控制，受氣候、地域和經(jīng)驗(yàn)影響較大，機(jī)械化程度低，難度大。在工業(yè)化和自動(dòng)化沒有完全覆蓋的情況下，人工智能不容易發(fā)揮作用。以中國(guó)白酒為例，工藝流程精細(xì)，受產(chǎn)地和工藝操作影響較大。市場(chǎng)對(duì)人工智能的參與能否儲(chǔ)備和提升白酒的口感，還是有所保留的。

不及物動(dòng)詞人工智能在酒精釀造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

中國(guó)不同類別的釀酒行業(yè)呈現(xiàn)不同的發(fā)展趨勢(shì)。其中，白酒是我國(guó)特有的酒種，歷史悠久，工藝復(fù)雜，市場(chǎng)巨大。在中國(guó)，人工智能在白酒行業(yè)的應(yīng)用是白酒領(lǐng)域最重要的。隨著白酒制造的逐漸工業(yè)化和智能化，相信會(huì)有更多的人工智能應(yīng)用到生產(chǎn)線上。

隨著人工成本的增加和工業(yè)化的發(fā)展，很多種類的酒的釀造工藝會(huì)逐漸減少對(duì)師傅經(jīng)驗(yàn)的依賴，越來越程式化。數(shù)據(jù)分析和人工智能在總結(jié)人類經(jīng)驗(yàn)和促進(jìn)過程自動(dòng)化方面發(fā)揮作用。