Artificiell intelligens-baserat verktyg skapar personliga matplaner

Agência FAPESP – Forskare från Food Research Center (FoRC) använde en teknik för artificiell intelligens (AI) för att utveckla ett beräkningsverktyg som i framtiden kommer att göra det möjligt för nutritionister att generera Automatiskt anpassade måltidsplaner för dina patienter. Verktyget har redan testats av nutritionister, som höll med om 89% av egenskaperna hos de skapade kostplanerna. Metodiken och utvärderingen beskrevs i en artikel publicerad i Journal of Food Composition and Analysis.

Bland flera analyserade AI-tekniker valde forskarna en som används i datorspel, kallad Finite State Machine (MSF). Genom den utför datorn en viss åtgärd tills önskat resultat uppnås.

“Det finns en rad regler och möjligheter för matkombinationer. Verktyget genererar olika matplaner utifrån dessa regler, för att kunna förstå vilka som är de korrekta kombinationerna. Detta förhindrar till exempel att systemet föreslår ris och bönor till frukost i morgonen”, förklarar nutritionisten Kristy Soraya Coelho, forskare vid FoRC – ett FAPESP Research, Innovation and Disemination Center baserat vid fakulteten för farmaceutiska vetenskaper vid University of São Paulo (FCF-USP).

I maskinens beslutsprocess är kemisk sammansättning av livsmedel och din beredningsmetoder (kokta, rostade, grillade, med sås, närvaro eller frånvaro av smaksättning, bland annat), säsongsvariationer och den sensoriska egenskaper av mat (färg, smak och konsistens).

Patientens preferenser, begränsningar och näringsrekommendationer skrivs in i verktyget av nutritionisten. Maskinen korskontrollerar sedan alla variabler och möjligheter för mat och förberedelser och gör val baserat på dem, skapar måltidsplanen.

“Verktyget förstår till exempel att man behöver ta en drink till frukost, vilket kan vara mjölk, kaffe, te, latte, bland annat, samt andra livsmedel, som bröd, kex, kakor eller frukt; för att sedan gör val och definiera måltider. Om patienten till exempel inte konsumerar tomater, kommer denna mat ensam eller ens i förberedelser inte att ingå i måltidsplanen, till exempel i en sallad, sås eller en blandad rätt” , detaljer Coelho, projektkoordinator.

När man genererar matplaner uppskattar verktyget energibehovet, med hänsyn till den adekvata fördelningen av makronäringsämnen (60 % kolhydrater, 15 % proteiner och 25 % lipider) och mikronäringsämnen (vitaminer och mineraler), enligt rekommendationer för dietintag (Dietary Reference Intakes – DRIs). ).

“Om det behövs är det möjligt att byta ut mat och förberedelser, byta portioner och verktyget kommer att göra justeringar av matplanen”, förklarar han.

Mänsklig expertis

En av verktygets skillnader är att det följer ett beslutsträd som representerar nutritionists expertis i valet av livsmedel och preparat. “Vi arbetar med representation av nutritionistens kunskap. Vi tillämpar tekniken med artificiell intelligens för att översätta deras expertis till beslutsfattande och skapandet av kostplaner som är mer trogna patientens behov och preferenser. Denna typ av system, som kallas specialist, Det är unikt på marknaden”, säger forskaren.

En annan skillnad är att verktyget följer de fyra stegen i Nutrition Care Process (PCN) som definieras av Academy of Nutrition and Dietetics: bedömning av näringsstatus, näringsdiagnos, nutritionsintervention, övervakning och uppföljning. Det är en systematiserad process som syftar till att optimera nutritionistens arbetsrutin.

“Verktyget representerar en stor hjälp i nutritionistens beslutsprocess, eftersom det kommer att göra det möjligt att optimera frågearbetet. Det slutgiltiga beslutet om kostreceptet kommer dock alltid att vara upp till honom”, framhåller han. I dag gör de verktyg som finns på marknaden, enligt forskaren, isolerade beräkningar och analyser. “De är informationssystem, som lagrar, bearbetar och hämtar insamlad data, men de drar inga slutsatser, det är upp till nutritionisten”, påpekar Coelho.

Dessutom var verktygets regler optimerade med brasilianernas matvanor i åtanke. På det sätt som denna programvara designades kan den optimeras för matvanor i andra länder och inkluderar lokala databaser.

Nationella uppgifter

USP-verktyget använder databasen Brazilian Table of Food Composition (TBCA), som ger den kemiska sammansättningen och energivärdet för livsmedel och beredningar, inklusive råa och tillagade, färdiga att äta bearbetade livsmedel och beredningar. TBCA-data avser livsmedel och preparat som vanligtvis konsumeras av den brasilianska befolkningen, med lämpliga och standardiserade metoder.

“Detta är information som erhållits i FCF-USP:s egna laboratorier och från studier vid flera universitet i Brasilien, som inte bara tar hänsyn till värdet av färska livsmedel, utan även enkla tillagningar (rostade, kokta, stekta, grillade) och i recept. gör det möjligt att uppskatta matens kemiska sammansättning genom beräkningar”, förklarar han.

Framgångsrika tester

När det testades var verktyget baserat på en version av TBCA som innehöll data om 2 182 livsmedel, totalt mer än 1 800 preparat. 15 fiktiva patienter skapades, med goda hälsotillstånd, och från detta genererades sju matplaner per vecka, vilket totalt uppgick till 105 planer.

Resultaten utvärderades sedan av 18 nutritionister med specialisering inom klinisk nutrition eller minst tre års erfarenhet inom området. På en skala från noll till tio ska de rapportera hur mycket de höll med om egenskaperna hos de planer som skapats av verktyget.

Godkännandegraden var 89 %, en procentandel som anses vara mycket bra för ett kunskapsbaserat verktyg, eftersom inte ens en mänsklig expert kan få det 100% rätt. Matplanerna som genererades av systemet kunde uppfylla preferenser, näringsrekommendationer och tillräcklighet vad gäller portioner och måltider”, säger Coelho.

Med framgången med de första testerna utvecklas andra studier med olika profiler av människor, från gravida kvinnor till äldre.

Precisionsnäring

“Snart kommer vi att påbörja ett mer avancerat skede av projektet, som är precisionsnäring eller personlig kost, ett fält som ytterligare beaktar patienternas särdrag för att öka verktygets självsäkerhet. I den här kliniska prövningen kommer vi inte bara att överväga näringsbedömning, utan även biokemiska tester och genetiska aspekter”, tillägger han.

I framtiden, förutom information om mat och preparat specifika för regioner i Brasilien och regionala matvanor, avser forskarna att inkludera resurser som gör det möjligt att uppskatta kostnaden för matplaner och tillhandahålla en inköpslista för patienten. / Denna text publicerades ursprungligen av Agência Fapesp.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *