アデレード大学の学生たち、AIにビールの醸造を教える
人類は5000年以上ビールを醸造してきたため、この工程は当初から変化し、複雑にもなってきました。機械学習のインターンシップの一環として、アデレード大学のコンピュータサイエンス専攻の学生、クリストファー・フスコとジャッシュ・ヴィラは、膨大な醸造記録を学習してビールを醸造できるニューラルネットワークを作成しました。
その結果生まれたのは、AIによって開発されたユニークなIPA（インディア・ペール・エール）で、2022年初頭に発売される予定です。「Rodney AI²PA」は、オーストラリアのロボット工学のパイオニアであり、iRobot（ルンバを開発した企業）の共同創業者であるロドニー・ブルックスにちなんで命名されました。
機械学習の研究者であるAIML（人工知能向けのマークアップ言語）の指導と、Barossa Valley Brewingの醸造の専門家の協力のもと、2人の学生は、インターネット上で入手可能な26万件以上の既存のクラフトビールのレシピからなる大規模なデータセットの構築に着手し、その後、データを学習してビールを醸造するニューラルネットワークを構築しました。
クリストファーは次のように語っています。「我々は20万件の新しいレシピを作成し、その後ニューラルネットワークに最良のものを選び、評価するよう訓練しました」。ビールは基本的に、モルト、ホップ、水、酵母の4つの主要な原材料のみで作られています。これらの原材料のわずかな違いや、醸造工程の特定の段階における時間と温度の正確な変化が、今日入手可能な非常に多様なビールを生み出しています。
しかし、自らビールを生産できるAIを作ることが十分に難しい課題でないとすれば、本当に良いビールを醸造できるAIを作ることは、はるかに困難です。
「実際、これは非常に困難でした。元のレシピの統計を用いて、独自の数式を考案しなければなりませんでした」
ジャッシュは次のように述べています。「これらの変数の統計を取得することで、各変数の重要性を評価することができました。これにより、データに生じうるあらゆる誤りへの対処にも役立ちました」。
インターネット上での特定のビールレシピの閲覧数や、そのレシピを作ったと述べた人の数などのデータによって、ビールの人気を判断できます。その後、学生たちはAIが作成したレシピを自ら評価し、それぞれに人気度の評価を与えるニューラルネットワークを構築しました。
AIMLのニューラルネットワークは、約60のデータポイントすなわち「特徴量」を持つレシピを作成しました。これには、必要な原材料とその分量だけでなく、ホップの扱い方、酵母の発酵温度、煮沸時間などの具体的な工程情報、さらに苦味、色、アルコール含有量の予測指標が含まれていました。
「機械学習にとって、今は非常にわくわくする時期だと思います。私たちが知っていること、そして得意なことを活かして、他の産業と協力できる段階に近づいているからです。この分野では大きな成長が見られます」
このプロジェクトには技術的な課題もありました。ニューラルネットワークは時折、極端に大きい、または小さい量や、非常に高い温度といった、奇妙な特徴の外れ値を出力することがありました。
「データを分析するために統計的手法とグラフィック手法を用いたうえで、これらの外れ値の一部を制限することにしました。この方法により、データに本来備わっている変動性を保持するとともに、最終的に作りたかった製品を、採用した判断が正しく反映できているかを評価することができました」
その結果、AIが選んだ30の有望なビール候補が得られました。醸造に関する最終的な判断は、システムではなくBarossa Valley Brewingの専門家に委ねられました。
醸造所の創業者であるデナム・ダシルバは、AIによって会社の創造的プロセスが拡張されることを歓迎しましたが、当初は、この技術がまだ役に立つには新しすぎると考えていました。
「実験を重ね、面白くプレミアムなビールの種類を生み出そうとする姿勢は、16年にわたりこの醸造所の土台となってきました。率直に言えば、この工程をAIの手に委ねるのは非常に抵抗がありました。ビール醸造は伝統的に非常に実践的な工程であり、Barossa Valleyのような小規模なクラフトビール醸造所ではなおさらです。小さな職人的醸造所は規模で競争できないため、異なり、賢くなければなりません」
オーストラリアではクラフトビールの需要が高まっています。ここ数十年、一人当たりのビール消費量は全体として減少していますが、クラフトビールの売上は年10%の速度で伸びています。
「多くの人は、AIや機械学習を巨大テクノロジー企業だけが扱えるものだと考えています。このプロジェクトは、AIが私たちの職人的な技術を活用し、それを拡張して競争できるようにしてくれることを示しました。中小企業がAIの提供する機会を活用することは非常に重要です。職人的な製造業者は、AIが私たちを特別なものにしている技術を含むよう、関与すべきです」
クリストファーとジャッシュは、機械学習の分野でキャリアを続けることを計画しています。両名とも、2022年末に学士課程を修了した後、大学院への進学を希望しています。
ハイテク醸造の体験を補うため、エンジニアたちはロボットの「バーテンダー」も開発しました。このロボットは、空のグラスがバーカウンターに置かれたことを自動的に検知し、樽から直接冷たいビールを素早く注ぐことができます。
AIが醸造したビールの味という重要な問いについて、デナム・ダシルバは熱意を込めて語りました。「未来の味がします！本当に、これは私が大変誇りに思い、発売を心待ちにしているフルーティーなIPAです」。
Barossa Valley BrewingのRodney AI²PAは、2022年1月半ばから限定的に小売販売される予定です。
AIを使ってビールを醸造したのは、オーストラリアの学生が初めてではありません。2016年にはIntelligentXが、人工知能で醸造したビールのラインナップの生産を開始しました。同社は顧客からのフィードバックを継続的に集め、そのフィードバックに基づいてビールの種類を更新しています。
