Étudiants de l'Université d'Adélaïde apprennent à l'IA à brasser de la bière
Les humains brassent de la bière depuis plus de 5000 ans, si bien que ce processus a non seulement évolué, mais est aussi devenu plus complexe depuis ses débuts. Dans le cadre d'un stage en apprentissage automatique, deux étudiants en informatique de l'Université d'Adélaïde, Christopher Fusco et Jash Vira, ont créé un réseau neuronal capable d'apprendre à brasser de la bière en étudiant une quantité considérable de notes de brassage.
Le résultat est une IPA (India Pale Ale) unique, conçue grâce à l'intelligence artificielle, qui sera mise en vente au début de l'année 2022. Rodney AI²PA porte le nom de Rodney Brooks, pionnier australien de la robotique et cofondateur d'iRobot (entreprise qui a créé l'aspirateur robot Roomba).
Travaillant sous la direction de chercheurs en apprentissage automatique d'AIML (langage de balisage pour l'intelligence artificielle) et d'experts de la brasserie Barossa Valley Brewing, les deux étudiants ont entrepris de constituer un vaste jeu de données de plus de 260 000 recettes existantes de bière artisanale disponibles sur Internet, avant de créer un réseau neuronal qui analyse ces données pour brasser de la bière.
Christopher explique : « Nous avons créé 200 000 nouvelles recettes, puis nous avons entraîné le réseau neuronal à sélectionner les meilleures et à les évaluer ». La bière ne contient en général que quatre ingrédients principaux : malt, houblon, eau et levure. De légères variations de ces ingrédients, ainsi que des modifications précises du temps et de la température à certaines étapes du brassage, donnent la grande diversité de bières disponibles aujourd'hui.
Mais si créer une IA capable de produire sa propre bière n'est pas une tâche suffisamment difficile, créer une IA capable de réellement faire de la bonne bière est nettement plus complexe.
« En réalité, c'était très difficile. Nous avons dû élaborer notre propre formule mathématique en utilisant les statistiques issues de ces recettes d'origine »
Jash fait remarquer : « En obtenant des statistiques sur ces variables, nous avons pu évaluer l'importance de chacune d'elles. Cela nous a aussi aidés à corriger les éventuelles erreurs pouvant apparaître dans les données ».
Des données comme le nombre de consultations de certaines recettes de bière sur Internet et le nombre de personnes ayant déclaré les avoir préparées permettent d'évaluer la popularité d'une bière. Les étudiants ont ensuite créé un réseau neuronal capable d'évaluer les recettes générées par l'IA et d'attribuer à chacune une note de popularité.
Le réseau neuronal AIML a généré des recettes à partir d'environ 60 points de données, ou « caractéristiques », qui incluaient non seulement les ingrédients nécessaires et leurs quantités, mais aussi des informations précises sur le processus, comme la manière de manipuler le houblon, la température de fermentation de la levure et la durée d'ébullition, ainsi que des indicateurs prévisionnels d'amertume, de couleur et de teneur en alcool.
« Je pense que nous vivons une période passionnante pour l'apprentissage automatique, car nous approchons du moment où nous pourrons collaborer avec d'autres secteurs en mettant à profit ce que nous savons faire et ce que nous maîtrisons bien. Ce domaine connaît une croissance importante »
Le projet a rencontré des difficultés techniques : le réseau neuronal produisait parfois des valeurs aberrantes, comme des quantités absurdement grandes ou petites, ou des températures très élevées.
« Nous avons utilisé des méthodes statistiques et graphiques pour analyser nos données, puis nous avons décidé de limiter certaines de ces valeurs aberrantes. Cette méthode nous a permis de préserver la variabilité inhérente à nos données et d'évaluer si la décision que nous avons prise reflétait bien le produit final que nous voulions créer »
Au final, l'IA a sélectionné 30 candidats potentiels de bière. Le système a laissé la décision finale de brassage aux experts de Barossa Valley Brewing.
Le fondateur de la brasserie, Denham D'Silva, était ravi de voir l'intelligence artificielle enrichir le processus créatif de son entreprise, mais il estimait au départ que cette technologie était encore trop récente pour être utile.
« La volonté d'expérimenter et de créer des bières originales et haut de gamme est au cœur de la brasserie depuis 16 ans. En un mot, il était terrible de confier ce processus à une IA. Le brassage est traditionnellement une activité très pratique, surtout pour une petite brasserie artisanale comme Barossa Valley. Quand on dirige une petite brasserie artisanale, on ne peut pas rivaliser sur le volume, il faut donc être différent et ingénieux »
La demande de bière artisanale est forte en Australie. Alors que la consommation de bière par habitant a globalement diminué ces dernières décennies, les ventes de bière artisanale progressent de 10 % par an.
« La plupart des gens pensent que l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique sont réservés aux géants de la technologie. Ce projet nous a montré que l'IA peut mettre en valeur nos savoir-faire artisanaux et les développer, afin que nous puissions rivaliser. Il est essentiel que les petites et moyennes entreprises profitent des possibilités offertes par l'IA. Les artisans doivent y participer pour garantir que l'IA intègre l'art qui fait notre singularité »
Christopher et Jash prévoient de poursuivre une carrière dans l'apprentissage automatique. Les deux étudiants envisagent par ailleurs de poursuivre en doctorat après avoir achevé leur licence à la fin de l'année 2022.
Pour compléter l'expérience de cette bière high-tech, les ingénieurs ont également créé un « barman » robotisé capable de détecter automatiquement qu'un verre vide est posé sur le comptoir et de le remplir rapidement de bière fraîche directement depuis le fût.
Quant à la question essentielle du goût de la bière conçue par l'IA, Denham D'Silva se montre enthousiaste : « Elle a le goût de l'avenir ! Sérieusement, c'est une IPA aux fruits dont je suis très fier et que j'ai hâte de voir sortir ».
Rodney AI²PA de Barossa Valley Brewing sera disponible à la vente en quantité limitée à partir de la mi-janvier 2022.
Les étudiants australiens ne sont pas les premiers à utiliser l'IA pour brasser de la bière. En 2016, IntelligentX a lancé une gamme de bières issues de l'intelligence artificielle. L'entreprise recueille en permanence les avis de ses clients et met à jour ses bières en fonction de ces retours.
