让蔬菜更好吃,这次真的是运用了高科技

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試验中所有九层塔的生长环境,包括光照,都受到了严格的控制

  机器学习可以有什么样的实际应用?最先进入脑海的答案,无外乎语音识别、人脸识别、机器翻译、自动驾驶,以及个性化推荐这些热门领域。但你或许不知道,它还能让蔬菜变得更好吃。
  近日,麻省理工学院研究团队联合 Cognizant 公司,尝试了一系列香料九层塔(罗勒)的种植实验。他们没有采用转基因技术,仅用普通的九层塔种子,通过机器学习算法控制生长环境,使其时刻处于最利于生长的状态,调节参数包括光照时间、紫外线照射时间和有效光照辐射(PAR)等。
  最终发现,24 小时光照竟然是最适宜九层塔生长的环境因素之一,培育出的成品味道远超普通九层塔。未来,研究团队计划用类似的方法提高植物产量,甚至是提高它们体内特定物质的含量,帮助对抗一些疾病。
“食物计算机”
“生物计算机”产出的九层塔

评判标准


  结合机器学习和植物种植,并非心血来潮。麻省理工学院早在2015年,就提出了OpenAgriculture(开放农业)倡议,致力于将人工智能技术应用在农业领域,同时秉承开源精神,将研究成果以软硬件结合的形式共享给所有人,提高全球农业技术的整体水平。之所以选择九层塔,是因为它是一种西方料理中常见的香料,被誉为“香料之王”。由于可以散发出浓郁的香气,它在西餐中的地位相当于我国美食里面的香菜。甚至在三杯鸡、烧茄子等中式菜肴中也会有它的身影。
  研究人员正是利用这种特点,通过气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析它的香气浓度,进而评估它的味道,参考成分多达十余种。总的来说,九层塔香气越浓,味道越好,而且还会含有更丰富营养素和抗氧化物质,更有营养。

控制变量


  在“九层塔香气优化”实验中,研究人员使用了无土水培技术,将所有九层塔装在适合运输的容器中,再放入由电脑控制的培育室里。他们将整套设备称为“食物计算机”,可以精准控制环境变量。在保持温度和湿度等参数恒定的前提下,研究团队选择了三种变量:光照时长,紫外线时长和光合有效辐射(PAR)时长。
  光照时长很好理解,它与绿叶植物的生长效率密不可分,决定了储存香气挥发物的毛状体的形成,变量值在0~24小时之间。紫外线的作用则在于增加香气挥发物的含量,进而用来检验实验成果,变量值也在0~24小时之间。
  而光合有效辐射比较特殊,它代表着可以用来进行光合作用的光照,由灯的种类决定。比如两株植物各配有一台经过特殊设计的灯,即使照射时长相同,发出的有效辐射也有差异,最终进行的光合作用也有不同。这一变量最难控制和改变,因为它对硬件需求较高,而且需要特殊的优化算法才能找到最佳配置。
三种变量组合而成的结果图,好吃程度由高到低分别是:红色
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