WineRec – AI: Soluție software pentru controlul autenticității vinurilor
Autori: Ariana Raluca Hațegan, Dana Alina Măgdaș, Ana Camelia Groșan
Cuvinte cheie: vinuri, autenticitate, învățare automată, metode spectroscopice
Aplicații
Evaluarea autenticității băuturilor într-o manieră eficientă și rapidă reprezintă o preocupare la nivel internațional. În ceea ce privește vinurile, datorită numeroșilor factori ce le influențează compoziția, evaluarea calității acestora cuprinde, printre altele, analizarea soiului strugurilor, a originii geografice sau a anului de producție.
În timp ce majoritatea tehnicilor recunoscute pe scară largă pentru controlul autenticității vinurilor sunt costisitoare și necesită cunoștințe de specialitate, aplicația web dezvoltată are la bază o bibliotecă de date experimentale provenite din aplicarea a diferite tehnici spectroscopice (1H-RMN și Raman) pentru implementarea unor metode rapide de identificare a amprentei vinului.
Soluția software reprezintă, așadar, un instrument facil în domeniul autentificării alimentelor și băuturilor, putând fi folosit cu ușurință de persoane care nu au cunoștințe avansate de procesare a datelor experimentale.
Aspecte inovative
Aplicația web are un grad ridicat de noutate la nivel național și internațional, în prezent necunoscându-se existența unui instrument similar care să permită dezvoltarea de noi modele de recunoaștere a originii vinurilor bazate pe utilizarea unor tehnici analitice rapide, 1H-RMN sau Raman, în asociere cu algoritmi de învățare automată.
Principalul aspect inovativ al soluției software corespunde procedurii sale intrinseci de procesare a datelor experimentale, ce permite dezvoltarea unor modele eficiente de diferențiere a vinurilor, în funcție de opțiunile utilizatorului pentru tipul datelor de intrare, domeniul spectral de interes, criteriul de clasificare (origine geografică, soi, an producție) sau algoritmul de învățarea automată, printre altele.
Aplicația dispune de o bază de date conținând spectrele 1H-RMN și Raman corespunzătoare unui set de peste 100 de probe autentice de vin, precum și de diverse modele de recunoaștere optimizate bazate pe algoritmi de învățare automată pentru a identifica soiul, originea geografică și anul de producție ale acestora.
Tehnologia
Aplicația web propusă pentru controlul autenticității vinurilor este dezvoltată folosind Django, un framework open-source de dezvoltare web, care se bazează pe limbajul de programare Python.
Pentru a răspunde așteptărilor potențialilor utilizatori, sistemul informatic WineRec – AI cuprinde următoarele funcționalități cheie:
(i) mecanisme de autentificare pentru a asigura accesul securizat și protejarea datelor experimentale,
(ii) instrumente pentru gestionarea eficientă a bazei de date și
(iii) instrumente pentru dezvoltarea și aplicarea modelelor de predicție.
Avantaje
- posibilitatea de utilizare a mai multor tipuri de date experimentale (1H-RMN sau Raman) pentru identificarea originii vinurilor;
- aplicarea și dezvoltarea modelelor de predicție a originii vinurilor având la bază metode avansate de procesare a datelor (algoritmi de învățare automată), sub o interfață intuitivă și prietenoasă, care nu necesită expertiză în domeniul informatic;
- optimizarea automată a modelelor de recunoaștere prin determinarea valorilor optime ale hiper-parametrilor specifici algoritmului de învățare automată selectat;
- gestionarea eficientă a datelor experimentale și posibilitatea de utilizare a acestora în vederea dezvoltării modelelor de predicție a originii vinurilor în cadrul unui sistem informatic centralizat, ce permite accesul de la distanță și partajarea informațiilor între utilizatori multipli.