Wie ein Roboter Essen abschmeckt

Ein Forschungsteam hat eine Methode entwickelt, mit deren Hilfe ein Roboter beurteilen kann, ob Speisen ausreichend gesalzen sind.

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Das Testessen: Rührei mit Tomaten, hier vom menschlichen Koch zubereitet.

(Bild: Bio-Inspired Robotics Laboratory, University of Cambridge)

Von
  • Wolfgang Stieler

Forschende der Universität Cambridge und des Haushaltsgerätehersteller Beko haben einen Roboter darauf trainiert, den Salzgehalt eines zubereiteten Gerichts – Rührei mit Tomaten – zu beurteilen. Weil sich der Geschmack des Essens durch das Kauen im Mund verändert, implementierte das Team für das Abschmecken des Roboters eine Art künstlichen Kauvorgang und maßen den Salzgehalt in verschiedenen Stadien dieses Prozesses. Technische Einzelheiten beschreiben Grzegorz Sochacki und Kollegen jetzt in der Zeitschrift Frontiers in Robotics & AI.

Das Kochen übernehmen in dieser Forschungsarbeit zwar immer noch die Menschen. Die britischen Forschenden gehen mit ihrem Projekt allerdings ein recht zentrales Problem der Küchen-Roboter an: die fehlende Rückkopplung. Denn die Maschinen, die weltweit in immer mehr Küchen Burger braten, Pizza belegen, oder Pasta-Gerichte zaubern, wie der Kochroboter des Leipziger Start-ups DaVinci Kitchen gehen alle strikt nach Schema F vor: Das Kochen funktioniert bei ihnen wie ein linearer Algorithmus – die Maschine weiß, was sie wann braucht, wie es zubereitet werden muss, und arbeitet einen Schritt nach dem Anderen ab.

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Die Schwierigkeit, dass Lebensmittel immer wieder anders sind, dass Pilze größer oder kleiner ausfallen, der Brokkoli etwas mehr oder weniger Wasser enthält und der Hokkaido-Kürbis unterschiedlich reif sein kann, haben die Entwickler durch gründliches Testen der Rezepte umschifft. "Für jede einzelne Veränderung muss das Gesamtrezept immer noch funktionieren", sagt Ibrahim Elfamarawy, CTO von DaVinci Kitchen. "Also haben wir alle möglichen Kombinationen durchprobiert. Das waren Hunderte." In der Praxis eingesetzt werden nur Rezepte, die sich in dieser Hinsicht als robust genug erweisen.

Ähnlich geht auch Aitme vor, ein Berliner Start-up, das ebenfalls einen Kochroboter entwickelt hat, der hauptsächlich in Kantinen zum Einsatz kommen soll. "Wir haben probiert, mit Sensoren zu arbeiten", sagt Julian Stoß, Mitgründer von Aitme. "Der Roboterarm lässt sich zum Beispiel mit einer Kamera ausstatten, um beispielsweise den Bräunungsgrad des Kochgutes zu bestimmen. Das war aber zu aufwendig und letztendlich auch gar nicht nötig, denn wir wissen ja über die Leistungsdaten des Induktionskochfeldes ganz genau, wie viel Energie wir in das Essen rein stecken".

Sochacki und Kollegen schwebt allerdings eine Maschine vor, die lernen kann, Rezepte so zuzubereiten, dass der Gast sie maximal positiv bewertet. Damit das klappt, braucht die Maschine allerdings ein Maß für die Würzung der Speise. Da so genannte elektronische Zungen Geschmack nur nach aufwendiger Vorbereitung der Proben ermitteln können, die Messung aber während des Kochens erfolgen soll, entschieden sich die Forschenden für Sensoren, die den Salzgehalt von Speisen messen. Solche Leitfähigkeitsmesser sind in der Lebensmittelindustrie mittlerweile weit verbreitet.

Dieser Kochroboter lernt, besser zu kochen, indem er den Salzgehalt eines einfachen Gerichts mit Eiern und Tomaten in verschiedenen Stadien des Kochvorgangs "schmeckt" und so einen ähnlichen Prozess beim Menschen nachahmt.
(Quelle: Bio-Inspired Robotics Laboratory, University of Cambridge)

Um die Genauigkeit ihrer Messungen zu verbessern, beschlossen die Forscher zudem den Vorgang des Kauens nachzubilden. Wenn wir beispielsweise im Hochsommer in eine frische Tomate beißen, werden Säfte aus der Tomate und gleichzeitig Enzyme im Speichel freigesetzt. Dadurch verändert sich unsere Wahrnehmung des Tomatengeschmacks.

Um den menschlichen Prozess des Kauens und Schmeckens in ihrem Kochroboter zu imitieren, befestigten die Forscher eine Leitfähigkeitssonde, die als Salzsensor fungiert, an einem Roboterarm. Sie bereiteten Rührei und Tomaten zu und variierten dabei die Anzahl der Tomaten und die Menge des Salzes in jedem Gericht. Um die durch das Kauen verursachte Veränderung der Textur zu imitieren, gab das Team die Eimischung in einen Mixer und ließ den Roboter das Gericht erneut testen. Die unterschiedlichen Messwerte an verschiedenen Stellen des "Kauens" ergab eine "Geschmackskarte" für jede Probe.

Mit Hilfe dieser Methode war die Maschine in der Lage, mit 95 Prozent Genauigkeit zu bestimmen, wieviel Salz und wieviel Tomaten in einer Probe enthalten waren.

In Zukunft wollen die Forscher den Kochroboter so verbessern, dass er verschiedene Arten von Lebensmitteln schmecken kann, und die Sensorik so verbessern, dass er zum Beispiel süße oder fettige Lebensmittel schmecken kann. Den Effekt des menschlichen Speichels wollen sie mit künstlichen Enzymen nachbilden.

(jle)