Киберфизические компоненты пищевой метаинженерии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В современном мире проблема обеспечения населения высококачественными продуктами питания становится всё более актуальной. Это связано с рядом факторов, таких как рост численности населения Земли, глобализация, которая вносит существенные изменения в привычные модели и структуру питания, недостаточная эффективность традиционных технологий переработки сельскохозяйственной продукции и др. Важный элемент в решении проблемы – применение киберфизических систем (КФС), представляющих собой интеграцию вычислительных, физических и сетевых компонентов в частные процессы и системные технологии. В пищевой промышленности КФС находят применение в управлении производственными линиями, контроле качества продукции, логистике, прогностических моделях спроса, способствуют персонализации питания. В будущем развитие КФС и технологий искусственного интеллекта может привести к созданию полностью автономных пищевых производств, где робот-ассистированные технологии будут управлять всеми процессами – от выращивания сырья до доставки готовой продукции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Арам Генрихович Галстян

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Автор, ответственный за переписку.
Email: a_galstyan@vnimi.org

академик РАН, директор

Россия, Москва

Андрей Николаевич Петров

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Email: a_petrov@vnimi.org

академик РАН, главный научный сотрудник

Россия, Москва

Елена Анатольевна Юрова

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Email: e_yurova@vnimi.org

кандидат технических наук, заведующий лабораторией техно-химического контроля

Россия, Москва

Зинаида Семёновна Зобкова

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Email: z_zobkova@vnimi.org

доктор технических наук, научный консультант

Россия, Москва

Наталия Сергеевна Пряничникова

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Email: n_pryanichnikova@vnimi.org

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Россия, Москва

Светлана Анатольевна Фильчакова

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности

Email: s_filchakova@vnimi.org

кандидат технических наук, младший научный сотрудник

Россия, Москва

Список литературы

  1. Lee E.A. Cyber Physical Systems: Design Challenges. 11th IEEE International Symposium on Object and Component-Oriented Real-Time Distributed Computing (ISORC). 2008, рр. 363–369. doi: 10.1109/ISORC.2008.25
  2. Rajkumar R., Lee I., Sha L. & Stankovic J. Cyber-physical systems: The next computing revolution. In Proceedings of the 47th Design Automation Conference 2010, pp. 731–736. doi: 10.1145/1837274.1837461
  3. United Nations. World Population Prospects 2019. Department of Economic and Social Affairs. https://www.un.org/development/desa/pd/news/world-population-prospects-2019-0
  4. Godfray H.C., Beddington J.R., Crute I.R. et al. Food security: the challenge of feeding 9 billion people // Science. 2010, Feb. 12, 327(5967):812-8. doi: 10.1126/science.1185383
  5. Taleb N.N. The Black Swan: The Impact of the Highly Improbable. New York: Random House, 2007.
  6. Sterman J. Business Dynamics: Systems thinking and modelling for a complex world. New York: Irwin McGraw-Hill, 2000.
  7. FAO. The State of Food Security and Nutrition in the World. Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2021. https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/67b1e9c7-1a7f-4dc6-a19e-f6472a4ea83a/content
  8. Rockström J., Steffen W., Noone K. et al. A safe operating space for humanity // Nature. 2009, vol. 461, pp. 472–475. https://doi.org/10.1038/461472a
  9. Brynjolfsson E., McAfee A. The second machine age: Work, progress, and prosperity in a time of brilliant technologies. New York: W.W. Norton & Co., 2014.
  10. Marchant G., Wallach W. Governing the governance of emerging technologies // In: Innovative Governance Models for Emerging Technologies. London:Edward Elgar Publishing Ltd., 2013. Pp. 136–152. https://doi.org/10.4337/9781782545644.00013
  11. https://ru.wikipedia.org/wiki/Поколение_Альфа
  12. Bostrom N., Yudkowsky E. (2014). The Ethics of Artificial Intelligence // In: K. Frankish, & W.M. Ramsey (Eds.). The Cambridge Handbook of Artificial Intelligence. Cambridge University Press. Рp. 316–334. https://doi.org/10.1017/CBO9781139046855.020
  13. Chengyan Xu, Siegrist М., Hartmann Ch. The application of virtual reality in food consumer behavior research: A systematic review // Trends in Food Science & Technology. 2012, vol. 116, pp. 533–544. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.07.015
  14. O’Neil C. Weapons of Math Destruction: How Big Data Increases Inequality and Threatens Democracy. New York: Crown Publishers, 2016.
  15. Mystakidis S. Metaverse. Encyclopedia, 2(1). 2022. 486–497. https://doi.org/10.3390/encyclopedia2010031
  16. Smart Food Industry: The Blockchain for Food and Agriculture. Elsevier, 2023. DOI: https://doi.org/10.1201/9781003231059
  17. Mavani N.R., Ali J.M., Othman S. et al. Application of Artificial Intelligence in Food Industrya Guideline // Food Eng. Rev. 2022, no. 14, pp. 134–175. https://doi.org/10.1007/s12393-021-09290-z
  18. McClements D.J. Future Foods: How Modern Science Is Transforming the Way We Eat. 1st ed. Copernicus: Cham, Switzerland, 2019.
  19. Chan D. L.-K. et al. Technical, commercial, and regulatory challenges of cellular agriculture forseafood production // Trends Food Sci. Technol. 2024, no.144, 104341. doi: 10.1016/j.tifs.2024.104341
  20. Zeevi D. et al. (2015) Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses // Cell. 2015, no. 163(5), pp. 1079–1094. doi: 10.1016/j.cell.2015.11.001
  21. Bush C.L. et al. Advances in Genetic and Wearable Sensor Technology in Personalized Nutrition // Genes. 2020, no. 11(3), 263. doi: 10.3390/genes11030263
  22. Oфициальный сайт национальной системы маркировки и прослеживаемости продукции “Честный знак”. https://markirovka.ru
  23. Newell S., Marabelli M. Strategic opportunities (and challenges) of algorithmic decision-making: A call for action on the long-term societal effects of ‘datification’ // The Journal of Strategic Information Systems. 2015, no. 24(1), pp. 3–14. doi: 10.1016/j.jsis.2015.02.001
  24. Галстян А.Г., Аксёнова Л.М., Лисицын А.Б. и др. Современные подходы к хранению и эффективной переработке сельскохозяйственной продукции для получения высококачественных пищевых продуктов // Вестник Российской академии наук. 2019. № 5. С. 539–542. / Galstyan A.G., Aksenova L.M., Lisitsyn A.B. et al. Modern approaches to storage and efficient processing of agricultural products to obtain high-quality food products // Bulletin of the Russian Academy of Sciences. 2019, no. 5, pp. 539–542.
  25. https://dealroom.co/blog/the-state-of-european-food-tech-2018
  26. Семипятный В.К. Принципы метааналитической декомпозиции при формировании цифровых идентификационных профилей пищевых систем. Дисс. на соискание учёной степени доктора технических наук. М.: Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова, 2022. / Semipyatny V.K. Principles of meta-analytic decomposition in the emergence of digital food system profiles. Diss. for a doctorate degree in technical sciences. M.: Federal Scientific Center for Food Systems named after. V.M. Gorbatov, 2022.
  27. Агаркова Е.Ю. Разработка комплексной стратегии трансформации вторичного молочного сырья для реализации новых биотехнологических решений в молочной промышленности. Дисс. на соискание учёной степени доктора технических наук. М.: Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, 2023. / Agarkova E.Yu. Development of a comprehensive strategy for the transformation of secondary dairy raw materials for the implementation of new biotechnological solutions in the dairy industry. Diss. for the degree of Doctor of Technical Sciences. M.: Federal Scientific Center for Food Systems named after. V.M. Gorbatov, 2023.
  28. WHO official website. https://www.who.int/ru

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Эволюция и киберфизические компоненты индустрии Х.0

Скачать (669KB)
3. Рис. 2. Фундаментальные предпосылки альтернативной пищевой метаинженерии

Скачать (700KB)
4. Рис. 3. Персонифицированное питание – пищевая технология будущего

Скачать (593KB)
5. Рис. 4. Методологические приёмы защиты национальных продуктов

Скачать (523KB)

© Российская академия наук, 2025