تحسين اللحوم النباتية باستخدام الذكاء الاصطناعي.. يمكن سد الفجوة بين قوام اللحوم الحيوانية واللحوم النباتية

يمكن لعشاق اللحوم أن يشهدوا بأن التحول إلى البدائل النباتية ليس دائمًا تحولًا بسيطًا، ومع ذلك، وبفضل فريق من المهندسين المبتكرين في جامعة ستانفورد، أصبحت الحياة أكثر لذة بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في تبني أنظمة غذائية أكثر خضرة.

من منظور الهندسة الميكانيكية الفريد، قاموا بتطوير نهج مثير للاهتمام لتقييم نسيج الطعام.

من المحتمل أن يؤدي هذا إلى إنتاج شرائح لحم نباتية، والتي قد يجد حتى أشد عشاق اللحوم صعوبة في مقاومتها.

الابتكار في نسيج اللحوم النباتية

أظهر فريق من جامعة ستانفورد مؤخرًا كيف يمكن للاختبار الميكانيكي، جنبًا إلى جنب مع التعلم الآلي، أن يحاكي بشكل أساسي ذوق متذوقي الطعام من البشر، يمكن أن تؤدي طريقتهم المبتكرة إلى تسريع تطور اللحوم النباتية الفاخرة.

ومن المثير للاهتمام أنهم اكتشفوا أن العديد من المنتجات النباتية تحاكي بالفعل بنجاح قوام اللحوم التي يسعون إلى تقليدها، ووفقًا لإلين كول، المؤلفة الرئيسية للدراسة الأخيرة، فمن الممكن سد الفجوة بين قوام اللحوم الحيوانية وقوام اللحوم النباتية.

وأشار كول إلى أننا “فوجئنا عندما اكتشفنا أن المنتجات النباتية اليوم قادرة على إعادة إنتاج كامل مجموعة نسيج اللحوم الحيوانية”.

وهذا يمثل تقدمًا هائلاً منذ الأيام التي كان فيها التوفو هو البديل الوحيد المتاح للحوم.

التأثير البيئي لاختياراتنا الغذائية

إن الزراعة الحيوانية الصناعية لها تأثير بيئي كبير؛ فهي تؤدي إلى تغير المناخ ، والتلوث، وفقدان الموائل، ومقاومة المضادات الحيوية،. ومن الطرق الفعالة للتخفيف من هذا التأثير التحول من البروتينات الحيوانية إلى البروتينات النباتية.

أظهرت دراسات سابقة أن اللحوم النباتية تسبب في المتوسط تأثيرًا بيئيًا أقل بنسبة 50% من اللحوم الحيوانية، ومع ذلك، فإن معظم آكلي اللحوم يترددون في إجراء هذا التغيير.

على سبيل المثال، في أحد الاستطلاعات، ذكر ثلث الأميركيين فقط أن احتمالية شراء بدائل نباتية “مرجحة للغاية” أو “مرجحة للغاية”.

أوضح سكيلر سانت بيير، المؤلف الرئيسي للدراسة “يحب الناس اللحوم، وإذا أردنا إقناع آكلي اللحوم المتشددين بأن البدائل تستحق التجربة، فكلما اقتربنا من تقليد لحوم الحيوانات باستخدام منتجات نباتية، زادت احتمالية انفتاح الناس على تجربة شيء جديد”.

ولسوء الحظ، فإن طرق اختبار الأغذية التقليدية ليست موحدة ولا شفافة، مما يجعل من الصعب على العلماء التعاون في ابتكار وصفات جديدة للبدائل.

مستقبل اختبار ملمس الطعام

لقد ظهر هذا الاختبار الجديد والمستقبلي لقوام الطعام والذي يستخدم الذكاء الاصطناعي كجزء من مشروع دراسي قام به سانت بيير، كان يبحث عن مواد ميسورة التكلفة لاستخدامها في الاختبارات الهندسية للإجهاد والحمل والتمدد، لقد لجأ إلى التوفو والهوت دوج كمواد دراسية محتملة.

خلال صيف عام 2023، أجرى الباحثون الطلاب تجارب على ملمس وميكانيكا هذه الأطعمة وغيرها، ثم قاموا باختبار نتائجهم على ثمانية منتجات بما في ذلك الهوت دوج والنقانق والديك الرومي والتوفو الصلب والصلب للغاية من أصل حيواني ونباتي.

تم استخدام آلة لمحاكاة عملية المضغ، واختبار كيفية تفاعل المواد عند سحبها ودفعها وقصها، تمت معالجة هذه البيانات بعد ذلك باستخدام التعلم الآلي لتصميم نوع جديد من الشبكات العصبية، مما أدى إلى ظهور معادلات تحدد خصائص أنواع اللحوم المختلفة.

وأُجريت دراسة استقصائية في وقت لاحق لاختبار ما إذا كانت هذه المعادلات قادرة حقًا على محاكاة الإحساس بالملمس.

قام المشاركون في الاستطلاع، بعد أخذ عينات من المنتجات الثمانية، بتقييمها في 12 فئة بما في ذلك النعومة، والصلابة، والهشاشة، والمضغ، والصمغ، واللزوجة، والمرونة، والالتصاق، والألياف، والدهون، والرطوبة، والتشابه مع اللحوم.

النتائج المستندة إلى النباتات والأمل في المستقبل

كانت النتائج مثيرة، على سبيل المثال، كانت النقانق والهوت دوج المصنوعة من النباتات مشابهة جدًا لنظيراتها الحيوانية من حيث صلابتها، وقد صنف المختبرون البشريون صلابة النقانق والهوت دوج بشكل مشابه جدًا للاختبارات الميكانيكية.

كما قال كول “الأمر الرائع حقًا هو أن ترتيب الأشخاص كان متطابقًا تقريبًا مع ترتيب الآلة. وهذا أمر رائع لأنه يمكننا الآن استخدام الآلة لإجراء اختبار كمي يمكن تكراره بسهولة”.

وتشير مثل هذه الاكتشافات إلى أن المنهجيات المعتمدة على البيانات قد تعمل على تسريع تطوير المنتجات النباتية اللذيذة.

ويقترح الفريق أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي لإنشاء وصفات لحوم نباتية تحتوي على خصائص مرغوبة محددة.

التعاون مفتوح المصدر والآفاق المستقبلية

وفي محاولة لدفع هذا المجال إلى الأمام، اختار الفريق البيانات مفتوحة المصدر، مما يسمح للباحثين الآخرين بمشاهدة أعمالهم والإضافة إليها والتعلم منها.

وأضاف كول: “تاريخيًا، لا يشارك بعض الباحثين، وخاصة الشركات، بياناتهم، وهذا يشكل عائقًا كبيرًا أمام الابتكار”.

ويواصل الفريق جهوده في اختبار الأغذية ،حيث يتطلعون إلى إنشاء قاعدة بيانات عامة لنتائجهم.

ويقومون الآن باختبار شرائح اللحوم المصنعة من الخضروات واللحوم، كما يخططون لاختبار الفطريات المعدلة وراثيًا والتي تم تطويرها بواسطة عضو جديد في فريقهم.

وقد وجه كول دعوة سخية إلى المجتمع الأوسع للمساهمة في الدراسة الجارية، قائلا “إذا كان لدى أي شخص لحوم نباتية يريد اختبارها، فنحن سعداء للغاية باختبارها لمعرفة مدى توافقها مع المعايير”.

في سعيهم لإنقاذ الكوكب لقمة تلو الأخرى، يعمل مهندسو جامعة ستانفورد على تغيير تصورنا للأنظمة الغذائية القائمة على النباتات.

إن التزامهم بالمعلومات مفتوحة المصدر والتعاون يمهد الطريق لمستقبل أكثر استدامة.