1. Các nhà nghiên cứu ở Viện Công nghệ Skoltech đã tìm ra một cách để sử dụng các cảm biến hóa học và thị giác máy tính để xác định liệu thịt gà nướng đã chín đúng chưa. Công cụ này có thể giúp các nhà hàng giám sát và theo dõi các quá trình tải nướng tự động và biết đâu một ngày nào đó sẽ có mặt trong chiếc lò nướng “thông minh” của chính bạn.

2. Khi nào thì miếng ức gà trên vỉ nướng sẽ sẵn sàng lên bàn ăn? Thường thì người đầu bếp sẽ quan sát miếng thịt thật gần và hít hà mùi thơm để đảm bảo miếng thịt đã được nướng chín một cách hoàn hảo. Tuy nhiên với một khu bếp lớn, bạn không thể phụ thuộc vào đôi mắt hoặc cái mũi của chỉ một người để đảm bảo một lượng lớn thức ăn đều đã chín tới. Đó là nguyên nhân vì sao ngành khách sạn vẫn luôn tìm kiếm những công cụ đủ nhạy với giá thành hợp lí để thay thế đánh giá chủ quan của con người.

3. Giáo sư Albert Nasibulin của Viện Công nghệ Skoltech và Trường đại học Aalto nhà nghiên cứu Fedor Fedorov và đồng nghiệp của họ đã quyết định nghiên cứu theo hướng này: thiết kế một cái “mũi điện tử” – một dãy các cảm biến dò các hợp phần cụ thể của một mùi – để “ngửi” thịt gà nướng và một thuật toán thị giác máy tính để “nhìn” vào đó. “Mũi điện tử đơn giản hơn và ít đắt đỏ hơn là sử dụng máy sắc kí khi hoặc máy khối phổ. Trước đây chúng đã từng được sử dụng để dò mùi của nhiều loại phô mai hoặc phát hiện táo hoặc chuối bị hỏng. Còn thị giác máy tính có thể phân biệt các mẫu hình ảnh, ví dụ phát hiện bánh quy bị vỡ.

4. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp hai kỹ thuật này để theo dõi độ chín một cách chính xác trong điều kiện không tiếp xúc trực tiếp với miếng thịt. Họ chọn thịt gà, một trong những loại thực phẩm phổ biến nhất, rồi tiến hành nướng một lượng lớn thịt ức gà để “huấn luyện” máy móc đánh giá và dự đoán độ chín của miếng thịt nướng. Trong nghiên cứu, “mũi điện tử được thiết kế với tám cảm biến: dò khói, cồn, CO, và các hợp phần khác, nhiệt độ, độ ẩm rồi đặt nó vào trong hệ thống hút khói của bếp. Đồng thời thuật toán thị giác máy tính được sử dụng để tìm mối liên hệ giữa các bức ảnh chụp các miếng gà nướng. Dựa trên dữ liệu mùi vị và hình ảnh thu được, máy móc sẽ xác định độ chín của từng miếng thịt gà nướng theo thời gian thực.

5. Để xác định những thay đổi về mùi vị trong các giai đoạn của quá trình nướng gà, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp phân tích nhiệt trong trường (Thermal Gravimetric Analysis) để theo dõi số lượng hạt vật chất bay hơi trong quá trình nướng mà mũi điện tử có thể phát hiện; và phương pháp phân tích vi sai chuyển động (Differential Mobility Analysis) để đo đạc kích thước và phổ khối lượng của các hạt vật 35 chất bay hơi.

6. Nhưng có lẽ phần quan trọng nhất của thí nghiệm này là sự tham gia của 16 nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu. Họ sẽ kiểm tra độ mềm, độ thơm ngon, độ đậm đà của hương vị, độ đẹp mắt và độ chín của từng miếng ức gà nướng rồi đánh giá trên thang điểm 10. Sau đó các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành so sánh dữ liệu thu được với đánh giá của máy tính.

7. Các nhà nghiên cứu đã nướng thịt bên ngoài phòng thí nghiệm và sử dụng căng tin của Skoltech để làm địa điểm thí nghiệm. “Do diễn ra trong đại dịch COVID-19, chúng tôi phải đeo khẩu trang và thực hiện các thí nghiệm với từng nhóm nhỏ. Đó là một trải nghiệm rất lạ. Người tham gia phải tuân theo một quy trình nếm thức ăn do nhóm nghiên cứu đặt ra. Chúng tôi đã nướng nhiều mẫu, đánh số và cho tình nguyện viên nếm thử trong điều kiện bị bịt mắt. Đó là một trải nghiệm thú vị đối với các nhà khoa học vật liệu, vốn thường làm việc với dữ liệu từ các công cụ phân tích phức tạp. Tuy nhiên, các môn thịt gà cũng là một loại vật liệu mà.”, Fedorov nói.

8. Nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống của họ có khả năng nhận diện rất tốt thịt gà nướng chưa chín, vừa tới hoặc quá lửa. Do đó nó hoàn toàn có thể được dùng để kiểm soát chất lượng trong bếp ăn. Họ cũng lưu ý là việc sử dụng các kỹ thuật này trên những phần thịt gà khác, ví dụ như cánh hoặc đùi - hoặc cho những phương pháp chế biến khác, thì “mũi điện tử” và “mắt điện tử có thể phải được huấn luyện trên dữ liệu mới.

9. Các nhà nghiên cứu đang lập kế hoạch kiểm tra các cảm biến của mình trong môi trường bếp nhà hàng. Một ứng dụng tiềm năng của nó có thể là “đánh hơi” mùi thịt hỏng ngay ở giai đoạn đầu khi mũi người chưa thể nhận sự thay đổi của mùi vị. “Chúng tôi tin hệ thống này có thể tích hợp với bếp ăn công nghiệp và thậm chí là bếp gia đình như một công cụ hỗ trợ và tư vấn về độ chín và mùi vị của miếng thịt, khi  không thể trực tiếp đo nhiệt độ hoặc đo nhiệt độ không hiệu quả”, Fedorov nói.

(Theo Anh Vũ tổng hợp, “Mũi điện tử và thị giác máy tính giúp nướng hoàn hảo thịt gà”, Tạp chí Tia sáng, ngày 11/02/2021)

Để xác định những thay đổi về mùi vị trong các giai đoạn của quá trình nướng gà, các nhà khoa học đã sử dụng phương pháp nào?