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Reinventare la cucina: IA e sostituzione degli ingredienti

Scopri come l'IA sta trasformando la sostituzione degli ingredienti in cucina.

Thevin Senath, Kumuthu Athukorala, Ransika Costa, Surangika Ranathunga, Rishemjit Kaur

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Il mondo della cucina sta cambiando rapidamente. La gente in giro per internet condivide Ricette di diverse culture, rendendo più facile provare nuovi piatti a casa. Ma ogni cucina è diversa. Gli ingredienti possono variare a seconda della stagione, della posizione o delle preferenze personali. A volte una ricetta richiede qualcosa che semplicemente non è disponibile. Qui entra in gioco la Sostituzione degli ingredienti.

Perché Sostituire gli Ingredienti?

La sostituzione degli ingredienti aiuta i cuochi a mescolare e abbinare per far funzionare un piatto. Per esempio, se hai una ricetta che richiede latticello ma hai solo latte normale, puoi continuare a cucinare senza abbandonare la ricetta. In questo caso, aggiungere un po' di aceto al latte può imitare il sapore acidulo del latticello. Con le giuste sostituzioni, puoi risparmiare soldi, soddisfare esigenze dietetiche e persino esplorare nuovi sapori, il tutto mentre prepari un pasto delizioso.

La Sfida di Trovare Sostituti

Ora, trovare il sostituto giusto può a volte sembrare una caccia al tesoro. Alcuni ingredienti possono essere sostituiti senza troppi problemi, mentre altri potrebbero non funzionare così bene. Ad esempio, usare olio al posto del burro va bene per friggere, ma se provi a fare quella sostituzione in una ricetta per una torta, potresti finire con qualcosa di più simile a una pancake che a una torta soffice. Quindi, identificare i sostituti giusti è cruciale per il successo di un piatto.

Entra la Tecnologia: L'Utilizzo dei Modelli Linguistici

Per affrontare questo problema, i ricercatori si sono rivolti ai Modelli Linguistici di Grandi Dimensioni (LLMs). Questi sistemi sofisticati possono elaborare e analizzare enormi quantità di dati testuali, rendendoli incredibilmente utili per prevedere le sostituzioni degli ingredienti in base ai contesti delle ricette. Quindi, la prossima volta che ti manca un ingrediente, potresti semplicemente chiedere a un'intelligenza artificiale intelligente cosa puoi usare al suo posto.

Tentativi Passati e Nuove Vette

Ci sono stati vari tentativi di utilizzare modelli linguistici per identificare le sostituzioni degli ingredienti, ma i progressi sono stati limitati. Alcuni modelli precedenti si concentravano su approcci statistici mentre altri si basavano su forme più semplici di apprendimento automatico. Tuttavia, le innovazioni recenti hanno alzato l'asticella. I ricercatori stanno ora sperimentando modelli che possono comprendere il contesto di una ricetta meglio che mai.

Cucinare con Gli LLM: Il Metodo

Con un forte desiderio di migliorare la sostituzione degli ingredienti, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti. Hanno testato diversi modelli per scoprire quale potesse fornire i migliori risultati. Hanno usato un dataset popolare noto come Recipe1MSub, che contiene una ricchezza di informazioni su ricette e potenziali sostituti.

Attraverso i loro esperimenti, hanno identificato Mistral7B come un performer di punta tra gli LLM. Questo modello ha brillato rispetto agli altri apprendendo in modo efficace dai dati ricevuti. I ricercatori hanno anche provato diverse tecniche di addestramento per ottimizzare le Prestazioni, proprio come i cuochi modificano i loro metodi per il piatto perfetto.

Come Funziona?

Il processo è iniziato alimentando gli LLM con istruzioni specifiche, che sono essenzialmente indicazioni che guidano il modello su cosa fare. In questo caso, ai modelli è stato dato sia il nome dell'ingrediente che il titolo della ricetta. Questo contesto li ha aiutati a generare suggerimenti di sostituzione molto migliori.

I ricercatori non si sono fermati qui; hanno anche sperimentato varie tecniche di addestramento. Ad esempio, hanno esplorato il fine-tuning in due fasi, in cui il modello apprende in due passaggi distinti, e il fine-tuning multi-task, permettendogli di imparare da più compiti contemporaneamente. Proprio come un cuoco che impara a cuocere al forno e saltare in padella allo stesso tempo!

Testare i Risultati

Dopo aver perfezionato il loro modello, i ricercatori hanno utilizzato una metrica chiamata Hit@k per misurare le prestazioni. Questa metrica verifica quanto spesso viene suggerita la giusta sostituzione e la classifica rispetto ad altri potenziali sostituti. Pensala come un giudizio in una competizione culinaria: l'ingrediente principale è buono così com'è, o c'è un'alternativa migliore nascosta dietro le quinte?

Risultati Migliori, Sfide Maggiori

I risultati sono stati promettenti. L'LLM Mistral7B ha superato gli approcci esistenti utilizzando lo stesso dataset, davvero impressionante. Ha ottenuto un punteggio Hit@1 di 22.04, il che significa che in circa un caso su cinque ha fornito il miglior sostituto possibile come prima opzione. Tuttavia, c'è ancora margine di miglioramento.

Il Futuro della Sostituzione degli Ingredienti

Sebbene la tecnologia sia promettente, la ricerca della sostituzione perfetta degli ingredienti è in corso. I ricercatori pianificano di esplorare modelli ancora più grandi e continuare a perfezionare per massimizzare l'efficienza. Il loro obiettivo è liberare il pieno potenziale culinario degli LLM per rendere le tue esperienze di cucina ancora più piacevoli.

Immagina un futuro in cui puoi semplicemente chiedere: “Ehi, devo sostituire il basilico per il mio pesto; cosa dovrei usare?” e ricevere una risposta che non solo funzioni, ma che renda il tuo piatto ancora migliore!

In Conclusione

Cucinare è un'arte, e la sostituzione degli ingredienti può sembrare risolvere un puzzle. Entrare nel mondo dell'IA e dei modelli linguistici ha aperto nuove strade per trovare l'abbinamento perfetto per quegli ingredienti fastidiosamente assenti. Sebbene il viaggio sia in corso, i risultati finora offrono uno sguardo su un futuro in cui ogni cuoco domestico ha un fidato compagno IA pronto ad aiutare in cucina. Chi lo sa, forse un giorno sarai in una sfida culinaria, e la tua arma segreta sarà un modello linguistico che sussurra le sostituzioni perfette nel tuo orecchio.

Fonte originale

Titolo: Large Language Models for Ingredient Substitution in Food Recipes using Supervised Fine-tuning and Direct Preference Optimization

Estratto: In this paper, we address the challenge of recipe personalization through ingredient substitution. We make use of Large Language Models (LLMs) to build an ingredient substitution system designed to predict plausible substitute ingredients within a given recipe context. Given that the use of LLMs for this task has been barely done, we carry out an extensive set of experiments to determine the best LLM, prompt, and the fine-tuning setups. We further experiment with methods such as multi-task learning, two-stage fine-tuning, and Direct Preference Optimization (DPO). The experiments are conducted using the publicly available Recipe1MSub corpus. The best results are produced by the Mistral7-Base LLM after fine-tuning and DPO. This result outperforms the strong baseline available for the same corpus with a Hit@1 score of 22.04. Thus we believe that this research represents a significant step towards enabling personalized and creative culinary experiences by utilizing LLM-based ingredient substitution.

Autori: Thevin Senath, Kumuthu Athukorala, Ransika Costa, Surangika Ranathunga, Rishemjit Kaur

Ultimo aggiornamento: 2024-12-06 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2412.04922

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.04922

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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