本發(fā)明涉及炒菜機(jī)器人智能控制,具體為一種基于知識(shí)圖譜的炒菜機(jī)器人智能控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、炒菜機(jī)器人是典型的應(yīng)用載體,集成了機(jī)械執(zhí)行、傳感感知、食材處理與多模態(tài)控制算法,用于替代人類完成復(fù)雜的炒菜過程。其中,調(diào)味控制環(huán)節(jié)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)味穩(wěn)定性與菜品質(zhì)量均衡性的核心步驟之一。調(diào)味行為不僅涉及調(diào)料種類和劑量的控制,更與調(diào)料之間的組合順序、物理狀態(tài)、化學(xué)特性密切相關(guān),屬于炒菜機(jī)器行為序列中最具不確定性與感官驅(qū)動(dòng)性的子任務(wù)。
2、當(dāng)前多數(shù)炒菜機(jī)器人系統(tǒng)在執(zhí)行調(diào)味指令時(shí),往往依賴預(yù)設(shè)的固定調(diào)料順序或基于菜譜邏輯的靜態(tài)控制流程,缺乏對(duì)調(diào)味劑之間實(shí)際風(fēng)味協(xié)同關(guān)系與化學(xué)沖突風(fēng)險(xiǎn)的理解與判斷能力。尤其在處理具有高復(fù)雜度組合的調(diào)味操作時(shí),現(xiàn)有系統(tǒng)無法感知潛在沖突風(fēng)險(xiǎn),無法做出規(guī)避或調(diào)整。
3、上述問題的根源在于,炒菜機(jī)器人在調(diào)味控制過程中缺乏對(duì)“調(diào)味劑交互邏輯”的語義理解能力,無法識(shí)別不同調(diào)味劑之間在特定溫度、酸堿環(huán)境和香型結(jié)構(gòu)下所產(chǎn)生的物理化學(xué)行為。這種“感知與理解的缺位”導(dǎo)致系統(tǒng)只能被動(dòng)執(zhí)行調(diào)味流程,一旦調(diào)味劑順序錯(cuò)誤或組合不當(dāng),極易引發(fā)不良反應(yīng),如局部油炸溫度上升導(dǎo)致焦化香型破壞,酸堿中和反應(yīng)釋放氣泡沖擊鍋底結(jié)構(gòu),或產(chǎn)生難以去除的苦澀后味,最終表現(xiàn)為菜品色澤暗淡、氣味異常、風(fēng)味破裂等感官失調(diào)效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種基于知識(shí)圖譜的炒菜機(jī)器人智能控制方法及系統(tǒng),解決了背景技術(shù)中提到的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種基于知識(shí)圖譜的炒菜機(jī)器人智能控制系統(tǒng),包括調(diào)味數(shù)據(jù)采集與處理模塊、調(diào)味劑沖突知識(shí)圖譜推理模塊、沖突等級(jí)評(píng)估與規(guī)避策略生成模塊、指令修正與控制信號(hào)重構(gòu)模塊、感官結(jié)果反饋與評(píng)價(jià)模塊和圖譜演化學(xué)習(xí)與行為模型優(yōu)化模塊;
3、調(diào)味數(shù)據(jù)采集與處理模塊通過機(jī)器人攪拌臂附帶的傳感器,對(duì)炒菜過程中調(diào)味數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,擬合為原始數(shù)據(jù)集w,并進(jìn)行預(yù)處理,獲取調(diào)味數(shù)據(jù)集wt;
4、調(diào)味劑沖突知識(shí)圖譜推理模塊對(duì)調(diào)味數(shù)據(jù)集wt進(jìn)行分析,構(gòu)建調(diào)味劑之間潛在化學(xué)反應(yīng)與風(fēng)味沖突的知識(shí)圖譜k-g_taste,判斷添加的調(diào)味劑是否存在沖突,并量化沖突,獲取沖突強(qiáng)度值ψcon;
5、沖突等級(jí)評(píng)估與規(guī)避策略生成模塊根據(jù)獲取的沖突強(qiáng)度值ψcon,對(duì)調(diào)味動(dòng)作進(jìn)行分類,并生成對(duì)應(yīng)的規(guī)避控制策略;
6、指令修正與控制信號(hào)重構(gòu)模塊將規(guī)避控制策略轉(zhuǎn)換為機(jī)器控制信號(hào),替換原始調(diào)味執(zhí)行計(jì)劃io,獲取新調(diào)味計(jì)劃inew;
7、感官結(jié)果反饋與評(píng)價(jià)模塊在執(zhí)行新調(diào)味計(jì)劃inew后,采集菜品表面亮度lfi、苦味殘留評(píng)分kwb和用戶滿意度評(píng)分su,對(duì)最終菜品進(jìn)行風(fēng)味感官評(píng)價(jià),獲取風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla;
8、圖譜演化學(xué)習(xí)與行為模型優(yōu)化模塊根據(jù)獲取的沖突強(qiáng)度值ψcon、規(guī)避控制策略和風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla,計(jì)算獲取調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin。
9、優(yōu)選的,調(diào)味數(shù)據(jù)采集與處理模塊包括多通道傳感采集單元和數(shù)據(jù)預(yù)處理與標(biāo)準(zhǔn)化變換單元;
10、多通道傳感采集單元通過安裝在機(jī)器人攪拌臂的傳感器,對(duì)炒菜過程中調(diào)味數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,包括調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn)at、鍋體油溫to、調(diào)味劑表面活性度us、混合液體酸堿值ph和調(diào)味劑反射率qr,并擬合為原始數(shù)據(jù)集w;
11、其中,調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn)at通過安裝在機(jī)器人攪拌臂內(nèi)部的內(nèi)嵌觸發(fā)計(jì)時(shí)器采集獲??;
12、鍋體油溫to通過放置于鍋底中心的紅外熱電堆傳感器采集獲??;
13、調(diào)味劑表面活性度us通過安裝在調(diào)味液分布區(qū)的微電導(dǎo)率檢測電極采集獲??;
14、調(diào)味劑表面活性度us通過以下公式獲?。?/p>
15、;
16、式中,δcx表示單位時(shí)間內(nèi)電導(dǎo)率變化,δcc表示單位時(shí)間內(nèi)調(diào)味劑濃度變化,通過體積與溶液體積比估算,x表示電導(dǎo)與表面張力響應(yīng)系數(shù))
17、混合液體酸堿值ph通過納米型微ph探頭采集獲?。?/p>
18、調(diào)味劑反射率qr通過多光譜反射成像頭采集獲??;
19、調(diào)味劑反射率qr通過以下公式獲取:
20、;
21、式中,rvi表示可見光波段反射率,rni表示近紅外波段反射率,r1表示紅外權(quán)重系數(shù),rre表示標(biāo)準(zhǔn)參考板白色反射率,rx表示防止除零的微小補(bǔ)償值;
22、數(shù)據(jù)預(yù)處理與標(biāo)準(zhǔn)化變換單元對(duì)原始數(shù)據(jù)集w進(jìn)行異常值處理和歸一化處理,獲取調(diào)味數(shù)據(jù)集wt;
23、異常值處理通過使用標(biāo)準(zhǔn)差離群檢測法對(duì)原始數(shù)據(jù)集w中的異常值進(jìn)行檢測并剔除;
24、歸一化處理通過min-max歸一化法對(duì)原始數(shù)據(jù)集w進(jìn)行歸一化處理,獲取調(diào)味數(shù)據(jù)集wt;
25、調(diào)味數(shù)據(jù)集wt通過以下公式獲?。?/p>
26、;
27、式中,wtb表示調(diào)味數(shù)據(jù)集wt中第b項(xiàng)數(shù)據(jù),wb表示原始數(shù)據(jù)集w中第b項(xiàng)數(shù)據(jù),minwb表示原始數(shù)據(jù)集w中第b項(xiàng)數(shù)據(jù)谷值,maxwb表示原始數(shù)據(jù)集w中第b項(xiàng)數(shù)據(jù)的峰值。
28、優(yōu)選的,調(diào)味劑沖突知識(shí)圖譜推理模塊包括圖譜構(gòu)建與節(jié)點(diǎn)語義綁定單元和沖突觸發(fā)推理與沖突強(qiáng)度量化單元;
29、圖譜構(gòu)建與節(jié)點(diǎn)語義綁定單元對(duì)調(diào)味數(shù)據(jù)集wt進(jìn)行分析,構(gòu)建知識(shí)圖譜k-g_taste,包含圖譜節(jié)點(diǎn)、圖譜邊和語義綁定機(jī)制;
30、圖譜節(jié)點(diǎn)包括調(diào)味劑節(jié)點(diǎn)、風(fēng)味物質(zhì)節(jié)點(diǎn)、化學(xué)反應(yīng)機(jī)制節(jié)點(diǎn)和感官反應(yīng)節(jié)點(diǎn);
31、其中,調(diào)味劑節(jié)點(diǎn)包括醬油、白醋和小蘇打;
32、風(fēng)味物質(zhì)節(jié)點(diǎn)包括芳香烴類、醛類化合物和苦味源;
33、化學(xué)反應(yīng)機(jī)制節(jié)點(diǎn)包括酸堿中和、酯化反應(yīng)和高溫焦化;
34、感官反應(yīng)節(jié)點(diǎn)包括澀感增強(qiáng)、麻感疊加和口腔刺激峰值;
35、圖譜邊包括沖突邊、條件邊和協(xié)同邊;
36、沖突邊包括調(diào)味劑之間存在互斥反應(yīng)和風(fēng)味增強(qiáng);
37、條件邊表示在鍋體油溫to>180°c且ph<4時(shí)觸發(fā)沖突;
38、協(xié)同邊包括調(diào)味劑協(xié)同增強(qiáng)和風(fēng)味融合;
39、語義綁定機(jī)制在每次新添加調(diào)味劑時(shí),都會(huì)基于調(diào)味數(shù)據(jù)集wt中的數(shù)據(jù)信息,并在圖譜中進(jìn)行綁定。
40、例如:混合液體酸堿值ph<0.3且調(diào)味劑反射率qr>0.8,則推理為高酸性和濃稠調(diào)味劑,綁定至有機(jī)酸節(jié)點(diǎn),并與已有節(jié)點(diǎn)自動(dòng)建立臨時(shí)關(guān)聯(lián)邊,標(biāo)注可能觸發(fā)機(jī)制。
41、優(yōu)選的,沖突觸發(fā)推理與沖突強(qiáng)度量化單元通過遍歷知識(shí)圖譜k-g_taste中的圖譜邊,識(shí)別當(dāng)前新調(diào)味劑與現(xiàn)存調(diào)味組合之間是否形成沖突路徑,并結(jié)合風(fēng)味沖突系數(shù)ωfla、化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù)ωch和感官增強(qiáng)矛盾系數(shù)ωse,進(jìn)行沖突強(qiáng)度計(jì)算,為確保數(shù)據(jù)在計(jì)算中具備可比性與統(tǒng)一性,對(duì)風(fēng)味沖突系數(shù)ωfla、化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù)ωch和感官增強(qiáng)矛盾系數(shù)ωse進(jìn)行歸一化處理,并對(duì)歸一化處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,獲取沖突強(qiáng)度值ψcon;
42、沖突強(qiáng)度值ψcon通過以下公式獲?。?/p>
43、;
44、式中,ln表示對(duì)數(shù)函數(shù),ωfla表示風(fēng)味沖突系數(shù),ωch表示化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù),ωse表示感官增強(qiáng)矛盾系數(shù),a1、a2和a3分別表示風(fēng)味沖突系數(shù)ωfla、化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù)ωch和感官增強(qiáng)矛盾系數(shù)ωse的預(yù)設(shè)權(quán)重值,且a1+a2+a3≤1;
45、風(fēng)味沖突系數(shù)ωfla通過以下公式獲?。?/p>
46、;
47、式中,i和j表示不同的調(diào)味劑,ec表示沖突邊的調(diào)味劑組合,表示調(diào)味劑i和j的風(fēng)味譜編碼,具體表示調(diào)味劑之間的差異程度,若差異小,說明風(fēng)味兼容性好,沖突風(fēng)險(xiǎn)低,若差異大,說明風(fēng)味容易出現(xiàn)不協(xié)調(diào),wx表示風(fēng)味差異敏感指數(shù),wij表示圖譜邊權(quán)值;
48、化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù)ωch通過以下公式獲?。?/p>
49、;
50、式中,θij表示反應(yīng)強(qiáng)度因子,σ表示sigmoid激活函數(shù),er表示存在潛在反應(yīng)關(guān)系的調(diào)味劑對(duì),phij表示酸堿差異,phij=∣phi-phj∣表示調(diào)味劑iph值與調(diào)味劑jph值的差值,uij表示表面活性差異,uij=∣usi-usj∣表示調(diào)味劑i表面活性度us與調(diào)味劑j表面活性度us的差值;
51、感官增強(qiáng)矛盾系數(shù)ωse通過以下公式獲取:
52、;
53、式中,pij表示調(diào)味劑i與j的感官?zèng)_突權(quán)重值,從知識(shí)圖譜中獲取的經(jīng)驗(yàn)值,例如“辣+麻”設(shè)為0.8,“咸+澀”設(shè)為0.6,ps表示當(dāng)前調(diào)味劑組合中所有已知存在沖突邊的調(diào)味劑對(duì)集合,si和sj表示對(duì)調(diào)味劑i和調(diào)味劑j的主觀刺激強(qiáng)度評(píng)分,表示每種調(diào)味劑在當(dāng)前組合條件下的舌面感官刺激程度,通過專業(yè)廚師團(tuán)隊(duì)設(shè)定單一調(diào)味劑在獨(dú)立狀態(tài)下的感官評(píng)分獲取。
54、當(dāng)前調(diào)味劑組合中所有已知存在沖突邊的調(diào)味劑對(duì)集合ps通過以下方式獲?。?/p>
55、設(shè)當(dāng)前炒菜動(dòng)作中實(shí)際參與的調(diào)味劑集合為d={d1,d2,...,dn},則所有可能的調(diào)味劑對(duì)為:
56、c={(di,dj)∣di,dj∈d,i<j};c表示全集;
57、從全集c中篩選出與圖譜中沖突邊匹配的組合,即可得到當(dāng)前調(diào)味劑組合中所有已知存在沖突邊的調(diào)味劑對(duì)集合ps;
58、ps={(di,dj)∈c∣(di,dj)∈沖突邊};
59、優(yōu)選的,沖突等級(jí)評(píng)估與規(guī)避策略生成模塊包括沖突等級(jí)分類決策單元和策略規(guī)則映射生成單元;
60、沖突等級(jí)分類決策單元對(duì)獲取的沖突強(qiáng)度值ψcon進(jìn)行分析,對(duì)調(diào)味動(dòng)作進(jìn)行分類,獲取分類等級(jí)lco,并生成對(duì)應(yīng)的規(guī)避控制策略;
61、分類等級(jí)lco通過以下方式匹配獲?。?/p>
62、當(dāng)沖突強(qiáng)度值ψcon<0.3時(shí),則分類等級(jí)lco=0,表示無沖突;規(guī)避控制策略為:不用進(jìn)行操作;
63、當(dāng)0.3≤沖突強(qiáng)度值ψcon<0.6時(shí),則分類等級(jí)lco=1,表示輕度沖突;規(guī)避控制策略為:延遲調(diào)味;
64、當(dāng)0.6≤沖突強(qiáng)度值ψcon<0.8時(shí),則分類等級(jí)lco=2,表示中度沖突;規(guī)避控制策略為:延遲調(diào)味和插入緩沖劑;
65、當(dāng)0.6<沖突強(qiáng)度值ψcon<1.0時(shí),則分類等級(jí)lco=3,表示高度沖突;規(guī)避控制策略為:順序重排和插入緩沖劑;
66、策略規(guī)則映射生成單元根據(jù)分類等級(jí)lco和規(guī)避控制策略,輸出動(dòng)態(tài)參數(shù)化策略值,包括延遲時(shí)間tdel、調(diào)料順序調(diào)整和中和劑選擇;
67、延遲時(shí)間tdel通過以下公式獲取:
68、;
69、式中,λ1表示基礎(chǔ)調(diào)味延遲系數(shù),λ2表示鍋體溫度對(duì)調(diào)味反應(yīng)速度的影響系數(shù);
70、調(diào)料順序調(diào)整的公式如下:系統(tǒng)以最小化總順序沖突度為目標(biāo),重排調(diào)料順序;
71、
72、式中,πij表示調(diào)味劑i與調(diào)味劑j的順序沖突度,pij表示調(diào)味劑i與j的感官?zèng)_突權(quán)重值,λ3表示時(shí)間重疊度懲罰因子,δtij表示調(diào)味劑i與調(diào)味劑j的添加時(shí)間差;
73、將獲取的調(diào)味劑i與調(diào)味劑j的順序沖突度πij構(gòu)建為矩陣,按從低到高排序,越小代表適合提前添加;按照排序結(jié)果,重新排列調(diào)味指令索引,構(gòu)建出新的順序表,高沖突度的調(diào)味劑自動(dòng)排至后序或插入中和劑;
74、中和劑選擇的公式如下:
75、;
76、式中,θbu表示調(diào)和強(qiáng)度指標(biāo),zus表示調(diào)味劑表面活性度的總和,phra表示調(diào)味池中當(dāng)前最大最小酸堿值差,eo表示非零正數(shù);
77、通過獲取的調(diào)和強(qiáng)度指標(biāo)θbu與預(yù)設(shè)的調(diào)和閾值θth進(jìn)行比較,判斷中和劑的加入;
78、中和劑的加入通過以下方式匹配獲?。?/p>
79、當(dāng)調(diào)和強(qiáng)度指標(biāo)θbu≤調(diào)和閾值θth時(shí),則不執(zhí)行中和劑插入;
80、當(dāng)調(diào)和強(qiáng)度指標(biāo)θbu>調(diào)和閾值θth時(shí),則插入高湯和糖漿作為中和劑。
81、優(yōu)選的,指令修正與控制信號(hào)重構(gòu)模塊包括指令修正調(diào)度生成單元和控制信號(hào)格式映射與動(dòng)態(tài)插入單元;
82、指令修正調(diào)度生成單元根據(jù)規(guī)避控制策略和動(dòng)態(tài)參數(shù)化策略值,調(diào)整調(diào)味操作順序,構(gòu)建更新后的調(diào)味執(zhí)行計(jì)劃inew,包括調(diào)味指令的優(yōu)先級(jí)排序和調(diào)味時(shí)間線重構(gòu);實(shí)現(xiàn)原始調(diào)味執(zhí)行計(jì)劃io到inew的指令層轉(zhuǎn)換。
83、步驟一、對(duì)調(diào)味指令的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行重新排序,獲取調(diào)味指令優(yōu)先值pm;
84、調(diào)味指令優(yōu)先值pm通過以下公式獲?。?/p>
85、;
86、式中,pmi表示調(diào)味劑i的調(diào)味指令優(yōu)先值,ψcon(i)表示調(diào)味劑i參與的沖突強(qiáng)度值,θbu(i)表示調(diào)味劑i對(duì)應(yīng)的調(diào)和強(qiáng)度能力,pm表示策略強(qiáng)制重排因子,例如必須延后指令賦值為1,否則為0,系統(tǒng)以調(diào)味指令優(yōu)先值pm升序排序,優(yōu)先調(diào)度沖突弱、風(fēng)味穩(wěn)的調(diào)味動(dòng)作;
87、步驟二、調(diào)味時(shí)間線重構(gòu):對(duì)每個(gè)調(diào)味指令重新分配時(shí)間標(biāo)簽,獲取新調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn)nat;
88、新的調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn)nat通過以下公式獲?。?/p>
89、;
90、式中,nat(i)表示調(diào)味劑i的新調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn),at(i)表示調(diào)味劑i的調(diào)味劑投放時(shí)間點(diǎn),tdel(i)表示調(diào)味劑i的延遲時(shí)間,δs(i)表示調(diào)味劑i由順序調(diào)整產(chǎn)生的執(zhí)行時(shí)序平移量;
91、控制信號(hào)格式映射與動(dòng)態(tài)插入單元將調(diào)味執(zhí)行計(jì)劃inew轉(zhuǎn)換為具體可執(zhí)行控制信號(hào)集合ec,包括執(zhí)行臂控制和中和劑插入;
92、每條控制信號(hào)集合ec定義為五元組,并傳入調(diào)味臂進(jìn)行執(zhí)行:
93、ec=(id,tplan,ad,v,f);
94、式中,id表示調(diào)味指令編號(hào),tplan表示計(jì)劃執(zhí)行時(shí)間,ad表示調(diào)味劑接口通道,v表示調(diào)料體積,f表示附加標(biāo)志,如否為重排,否為插入動(dòng)作和是否延遲;
95、中和劑插入判斷如下;
96、當(dāng)調(diào)味組合滿足調(diào)和強(qiáng)度指標(biāo)θbu>調(diào)和閾值θth時(shí),則動(dòng)態(tài)創(chuàng)建中和劑插入信號(hào),并插入高湯和糖漿作為中和劑,且滿足vbu=vxψconzus;
97、式中,vbu表示中和劑體積,vx表示系統(tǒng)調(diào)和系數(shù)。
98、優(yōu)選的,感官結(jié)果反饋與評(píng)價(jià)模塊包括多維感官感知與預(yù)處理單元和綜合評(píng)分單元;
99、多維感官感知與預(yù)處理單元在執(zhí)行新調(diào)味計(jì)劃inew后,對(duì)菜品表面亮度lfi、苦味殘留評(píng)分kwb和用戶滿意度評(píng)分su進(jìn)行采集,并進(jìn)行歸一化處理,獲取評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)組pfd;
100、菜品表面亮度lfi通過攝像頭采集rgb圖像后轉(zhuǎn)換為亮度通道獲?。?/p>
101、苦味殘留評(píng)分kwb通過微型電子鼻陣列和紅外反射光譜采集獲取:
102、用戶滿意度評(píng)分su通過用戶交互界面采集獲取。
103、優(yōu)選的,綜合評(píng)分單元根據(jù)獲取的評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)組pfd,對(duì)最終菜品進(jìn)行風(fēng)味感官評(píng)價(jià),獲取風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla;
104、風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla通過以下公式獲?。?/p>
105、;
106、式中,l1、l2和l3分別表示菜品表面亮度lfi、苦味殘留評(píng)分kwb和用戶滿意度評(píng)分su的預(yù)設(shè)權(quán)重值,lref表示菜品標(biāo)準(zhǔn)亮度參考值,smax表示用戶評(píng)分的最大值。
107、優(yōu)選的,圖譜演化學(xué)習(xí)與行為模型優(yōu)化模塊綜合沖突強(qiáng)度值ψcon、延遲時(shí)間tdel和風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla,計(jì)算獲取調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin,并對(duì)調(diào)味流程的狀態(tài)進(jìn)行判斷;
108、調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin通過以下公式獲?。?/p>
109、;
110、式中,ea表示延遲懲罰系數(shù);
111、調(diào)味流程的狀態(tài)通過以下方式匹配獲取:
112、當(dāng)0.85<調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin時(shí),則表示調(diào)味過程高度協(xié)調(diào),風(fēng)味良好,固化當(dāng)前圖譜為調(diào)味路徑模板;
113、當(dāng)0.6≤調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin≤0.85,則表示調(diào)味流程正常,進(jìn)入自學(xué)習(xí)調(diào)整階段;
114、當(dāng)調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin<0.6時(shí),則表示調(diào)味流程中存在沖突,調(diào)整圖譜結(jié)構(gòu),對(duì)wij表示圖譜邊權(quán)值進(jìn)行調(diào)整,獲取新圖譜邊權(quán)值nwij;
115、新圖譜邊權(quán)值nwij通過以下公式獲?。?/p>
116、nwij=wij+w1(ωfin-ωref)-w2ψcon;
117、式中,ωref表示目標(biāo)評(píng)分,w1表示學(xué)習(xí)率,w2表示沖突懲罰因子。
118、一種基于知識(shí)圖譜的炒菜機(jī)器人智能控制方法,包括以下步驟:
119、s1、調(diào)味數(shù)據(jù)采集與處理模塊通過機(jī)器人攪拌臂附帶的傳感器,對(duì)炒菜過程中調(diào)味數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,擬合為原始數(shù)據(jù)集w,并進(jìn)行預(yù)處理,獲取調(diào)味數(shù)據(jù)集wt;
120、s2、調(diào)味劑沖突知識(shí)圖譜推理模塊對(duì)調(diào)味數(shù)據(jù)集wt進(jìn)行分析,構(gòu)建調(diào)味劑之間潛在化學(xué)反應(yīng)與風(fēng)味沖突的知識(shí)圖譜k-g_taste,判斷添加的調(diào)味劑是否存在沖突,并量化沖突,獲取沖突強(qiáng)度值ψcon;
121、s3、沖突等級(jí)評(píng)估與規(guī)避策略生成模塊根據(jù)獲取的沖突強(qiáng)度值ψcon,對(duì)調(diào)味動(dòng)作進(jìn)行分類,并生成對(duì)應(yīng)的規(guī)避控制策略;
122、s4、指令修正與控制信號(hào)重構(gòu)模塊將規(guī)避控制策略轉(zhuǎn)換為機(jī)器控制信號(hào),替換原始調(diào)味執(zhí)行計(jì)劃io,獲取新調(diào)味計(jì)劃inew;
123、s5、感官結(jié)果反饋與評(píng)價(jià)模塊在執(zhí)行新調(diào)味計(jì)劃inew后,采集菜品表面亮度lfi、苦味殘留評(píng)分kwb和用戶滿意度評(píng)分su,對(duì)最終菜品進(jìn)行風(fēng)味感官評(píng)價(jià),獲取風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla;
124、s6、圖譜演化學(xué)習(xí)與行為模型優(yōu)化模塊根據(jù)獲取的沖突強(qiáng)度值ψcon、規(guī)避控制策略和風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla,計(jì)算獲取調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分ωfin。
125、本發(fā)明提供了一種基于知識(shí)圖譜的炒菜機(jī)器人智能控制方法及系統(tǒng),具備以下有益效果:
126、(1)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),通過構(gòu)建調(diào)味劑沖突知識(shí)圖譜,實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)味劑之間化學(xué)反應(yīng)、風(fēng)味沖突與協(xié)同關(guān)系的結(jié)構(gòu)化表達(dá)與實(shí)時(shí)推理判斷。系統(tǒng)可主動(dòng)識(shí)別潛在沖突,避免因調(diào)味順序或組合失當(dāng)而產(chǎn)生風(fēng)味崩潰、感官突變等問題,提升調(diào)味控制的“認(rèn)知智能”水平。
127、本發(fā)明引入感官結(jié)果反饋與圖譜進(jìn)化機(jī)制,將炒菜結(jié)束后的風(fēng)味表現(xiàn)量化為風(fēng)味連貫性評(píng)分φfla,并結(jié)合實(shí)際控制表現(xiàn),計(jì)算出調(diào)味控制優(yōu)化評(píng)分。系統(tǒng)以該評(píng)分為依據(jù),自動(dòng)調(diào)整知識(shí)圖譜中的調(diào)味劑關(guān)系權(quán)重與行為路徑選擇優(yōu)先級(jí),實(shí)現(xiàn)調(diào)味控制策略的不斷演化優(yōu)化。該機(jī)制使得機(jī)器人具備“通過結(jié)果調(diào)整知識(shí)與行為模型”的能力,突破了傳統(tǒng)系統(tǒng)無法自我改進(jìn)、無法理解“風(fēng)味因果”的瓶頸。
128、(2)提出以風(fēng)味沖突系數(shù)ωfla、化學(xué)反應(yīng)沖突系數(shù)ωch和感官增強(qiáng)矛盾系數(shù)ωse為核心的三重沖突量化指標(biāo),并結(jié)合圖譜邊權(quán)權(quán)重與調(diào)味物理參數(shù),構(gòu)建了完整的沖突強(qiáng)度評(píng)分機(jī)制。該評(píng)分系統(tǒng)不僅可以精確評(píng)估任意調(diào)味劑組合下的沖突風(fēng)險(xiǎn)程度,還能為后續(xù)的規(guī)避控制策略生成提供可靠依據(jù)。相比以往無法度量沖突程度的系統(tǒng),該模塊實(shí)現(xiàn)了從“識(shí)別沖突”到“量化沖突”的關(guān)鍵跨越,使系統(tǒng)具備了精準(zhǔn)化智能判斷與差異化調(diào)味策略制定的能力。
129、(3)通過分析鍋體油溫to、調(diào)味劑感官?zèng)_突權(quán)重和添加時(shí)間差多種動(dòng)態(tài)參數(shù),計(jì)算延遲時(shí)間、順序調(diào)整優(yōu)先級(jí)與是否插入中和劑等操作。尤其在沖突程度較高的情況下,系統(tǒng)能夠智能選擇如“糖漿、高湯”等特定緩沖劑用于中和調(diào)味反應(yīng),有效緩解風(fēng)味偏移或刺激性增強(qiáng)等問題,從而提升菜品最終口感的連續(xù)性與協(xié)調(diào)性。這種參數(shù)化調(diào)度機(jī)制大大優(yōu)于以往“固定延遲秒數(shù)”或“死板順序重排”的模式,賦予系統(tǒng)針對(duì)性干預(yù)與實(shí)時(shí)調(diào)整能力。
130、(4)從數(shù)據(jù)源頭即引入對(duì)調(diào)味過程的細(xì)粒度物理指標(biāo)采集,并通過預(yù)處理與歸一化形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集,進(jìn)而在圖譜推理中構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的調(diào)味知識(shí)圖譜。該圖譜涵蓋調(diào)味劑、風(fēng)味物質(zhì)、化學(xué)機(jī)制、感官反應(yīng)等多類節(jié)點(diǎn)及其之間的邏輯邊,使機(jī)器人系統(tǒng)能夠從靜態(tài)規(guī)則轉(zhuǎn)向具備上下文理解與沖突感知的結(jié)構(gòu)認(rèn)知,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜調(diào)味行為的科學(xué)建模與動(dòng)態(tài)分析。不僅能識(shí)別調(diào)味沖突的存在,更可基于沖突強(qiáng)度進(jìn)行精細(xì)等級(jí)劃分,并自動(dòng)生成包含延遲、順序重排、中和劑插入等在內(nèi)的動(dòng)態(tài)化控制策略。這使得機(jī)器人在面對(duì)潛在風(fēng)味破壞或化學(xué)反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)時(shí),能自主調(diào)度動(dòng)作、修正行為,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)味風(fēng)險(xiǎn)控制的精細(xì)化、柔性化與策略化,顯著提升調(diào)味過程的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。