EP4735797A1 - Bereitstellen einer garempfehlung für eine speise - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren (150) zum Bereitstellen einer Garempfehlung (110) für eine zu garende Speise umfasst Schritte des Erfassens einer menschenverständlichen Beschreibung (105) der Speise; des Bestimmens einer ersten Klassifikation der Beschreibung (105) bezüglich einer ersten vorbestimmten Taxonomie (140); des Ableitens einer zweiten Klassifikation der Speise aus der ersten Klassifikation und bezüglich einer zweiten vorbestimmten Taxonomie (145); wobei die zweite Taxonomie (145) gartechnische Eigenschaften der Speise beschreibt; und des Bereitstellens einer Garempfehlung (110) für die Speise.

Description

Bereitstellen einer Garempfehlung für eine Speise

Die Erfindung betrifft die Steuerung eines Gargeräts. Insbesondere betrifft die Erfindung das Bereitstellen einer Garempfehlung für eine Speise.

Eine Speise kann nach einem Kochrezept zubereitet werden, wobei einer der Verarbeitungsschritte ein Garen umfasst. Das Garen kann beispielsweise in einem Backofen erfolgen, wozu der Backofen auf vorbestimmte Parameter eingestellt werden muss. Die Parameter können eine Temperatur oder eine Wärmequelle umfassen. Verfügbare Wärmequellen im Backofen können beispielsweise Oberhitze, Unterhitze, Umluft oder Grill betreffen. Ein moderner Backofen kann noch weitere Wärmequellen bereitstellen, beispielsweise eine Mikrowelle oder einen Dampfgenerator. Unterschiedliche Wärmequellen können miteinander kombiniert werden und eine Wärmequelle kann nur während eines Teils eines Garvorgangs aktiviert werden. So kann beispielsweise ein Braten zunächst mit einer hohen Temperatur von allen Seiten behandelt werden, damit sich Poren im Fleisch schließen, dann mit einer niedrigeren Temperatur von unten, eventuell unter Zugabe von Wasserdampf, damit der Braten nicht austrocknet, und kurz vor Garende mit Unterstützung eines Grills, damit sich eine Kruste bildet.

Einem Kochrezept können Parameter zur korrekten Einstellung eines Backofens zugeordnet sein. Dabei wird üblicherweise von einem Backofen mit nur wenigen Wärmequellen ausgegangen, um das Kochrezept universell verwenden zu können. Ein besser ausgestatteter Backofen kann hierbei nicht voll ausgenutzt werden und ein Garergebnis kann gut, aber nicht optimal sein. In einem anderen Fall kann ein bekanntes Kochrezept abgeändert werden, sodass nicht klar ist, wie ein vorteilhafter Garvorgang ablaufen könnte. Ein empirisches Bestimmen der besten Garweise kann sehr aufwändig sein, wenn alle möglichen Arten des Garens ausprobiert werden. Insbesondere wenn der Backofen über viele verschiedene oder miteinander kombinierbare Funktionen verfügt kann ein dafür erforderlicher Aufwand unangemessen hoch sein.

EP 3909479 A1 schlägt vor, auf der Basis einer Rolle, deren Erfüllung für eine zuzubereitende Speise unabdingbar ist, Zutaten und Verarbeitungsschritte zur Verarbeitung der Zutaten zu bestimmen, um die wenigstens eine Rolle auszufüllen. CN 112369122 A betrifft eine Technik zur Bestimmung eines Garparameters einer Speise auf der Basis von Verarbeitungsinformationen aus einem Kochrezept.

Bekannte Techniken setzen entweder große Mengen vorbestimmter Informationen oder eine aufwändige Verarbeitung von Informationen voraus, die Zutaten oder Verarbeitungsschritten eines Kochrezepts zugeordnet sind. Dadurch sind die meisten bekannten Ansätze für einen Einsatz in einem Haushalt nur bedingt geeignet.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer verbesserten Technik zum Bereitstellen einer Garempfehlung für eine Speise. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bereitstellen einer Garempfehlung für eine zu garende Speise Schritte des Erfassens einer menschenverständlichen Beschreibung der Speise; des Bestimmens einer ersten Klassifikation der Beschreibung bezüglich einer ersten vorbestimmten Taxonomie; des Ableitens einer zweiten Klassifikation der Speise aus der ersten Klassifikation und bezüglich einer zweiten vorbestimmten Taxonomie; wobei die zweite Taxonomie gartechnische Eigenschaften der Speise beschreibt; und des Bereitstellens einer Garempfehlung für die Speise. Basierend auf der Garempfehlung kann dann ein Hausgerät gesteuert werden, wie z.B. ein Herd oder ein Ofen. Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung nach einem Aspekt auch ein Verfahren zum Steuern eines Gargeräts, welches das Verfahren zum Bereitstellen einer Garempfehlung umfasst.

Es wurde erkannt, dass eine für einen Menschen verständliche Beschreibung einer Speise stark variieren kann, während gartechnische Parameter, die der Speise zugeordnet sind, sich nur relativ schwach ändern können. Beispielsweise können unterschiedliche Rührkuchen mit verschiedenen aromatisierenden Zutaten zubereitet werden, wobei sich eine Art, Dauer und Temperatur der Garbehandlung praktisch überhaupt nicht ändern kann. Während für einen Menschen ein signifikanter Unterschied zwischen einem Kirschkuchen und einem Erdbeerkuchen bestehen mag, kann diese Variation gartechnisch kaum relevant sein. Mittels der ersten Taxonomie kann eine Speise so klassifiziert werden, dass sie für die nachfolgenden Zwecke ausreichend genau bestimmt ist. Durch die zweite Taxonomie können Prozesse, Zutaten oder Eigenarten der Speise aufgeschlüsselt werden, sodass eine Bestimmung einer Garempfehlung breitgestellt werden kann. Die erste Klassifikation kann in die zweite übergeführt werden, sodass relevante Parameter für die Bestimmung der Garempfehlung extrahiert werden können.

Die menschenverständliche Beschreibung (human readable description) kann in unterschiedlichen Formen gegeben sein. Insbesondere kann die menschenverständliche Beschreibung ein Bild, eine Bezeichnung und/oder eine textuelle Beschreibung umfassen. Die Bezeichnung oder die Beschreibung können alternativ schriftlich oder mündlich gegeben werden. Beispielsweise kann die Speise als Pizza, Safrankuchen oder Lasagne bezeichnet werden. Eines oder mehrere Bilder können beispielsweise aus einem Kochrezept oder einem Serviervorschlag entnommen werden. Ein Benutzer kann auch von einer zuvor zubereiteten Speise eine Beschreibung, ein Bild oder eine Bezeichnung bereitstellen. Die menschenverständliche Beschreibung kann im Wesentlichen Informationen umfassen, die auf einer Speisekarte eines Restaurants zu finden sein könnten. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Geschmack der Speise sprachlich umrissen sein. Dazu kann beispielsweise eine Geschmacksrichtung, ein Aroma oder ein bildhafter Vergleich genannt sein.

Die Garempfehlung umfasst bevorzugt eine Auswahl eines Gargeräts und/oder eine Pa- rametrierung eines Gargeräts. Beispielsweise kann die Garempfehlung einen Hinweis enthalten, welches von mehreren möglichen Gargeräten für die Zubereitung der Speise in Frage kommt. Dazu kann ein Benutzer angeben, über welche Gargeräte er verfügt und die Garempfehlung kann das geeignetste Gerät für die Speise auswählen. Die Paramet- rierung kann eine mechanische Konfiguration umfassen, beispielsweise ob in einem Ofen ein Blech, eine Fettpfanne oder ein Rost verwendet werden soll oder in welcher Höhe der Rost oder das Blech in den Ofen eingeführt werden soll. Ferner kann der Parameter eine Garweise oder einen Garparameter umfassen, insbesondere eine Betriebsart, ein Betriebsprogramm oder eine Temperatur bzw. einen Temperaturverlauf. Beispielsweise können die Parameter umfassen, dass ein Backofen auf Ober- und Unterhitze ohne Umluft bei 220 °C geheizt wird, und das Gargut kann auf einer mittleren Schiene platziert werden. Ferner kann angegeben werden, dass der Backofen wenigstens auf ca. 170 °C geheizt werden soll, bevor das Gargut eingelegt wird. Die Garempfehlung kann auch eine Anwendung eines Garprogramms umfassen, beispielsweise eine temporäre Unterstützung des Garvorgangs durch einen eingebauten Dampfgarer, um beispielsweise einen Kuchen besonders saftig werden zu lassen.

Die hierin beschriebene Erfindung kann es erlauben, auch eine innovative, komplexe oder nicht-intuitive Parametrierung eines Gargeräts passend zu einer Speise vorzuschlagen, sodass die Speise im Sinn ihrer Beschreibung erfolgreich zubereitet werden kann.

Es ist bevorzugt, dass die zweite Taxonomie auf der Basis einer Ontologie gebildet wird, die allgemeine kochchemische Zusammenhänge modelliert. Die Ontologie kann formale Definitionen umfassen, die bevorzugt eine Vielzahl Speisen umfasst. Dabei können insbesondere Verarbeitungen modelliert sein, die als Garen bezeichnet werden können. Es ist allgemein bevorzugt, dass die Ontologie eine möglichst große Vielzahl Speisen modelliert.

Zwischen der ersten und der zweiten Taxonomie besteht bevorzugt eine vorbestimmte Zuordnung. Die Zuordnung kann beispielsweise mittels einer Technik des maschinellen Lernens realisiert werden. Dazu kann insbesondere ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN) eingesetzt werden, das auf der Basis einer Vielzahl Beschreibungen von Speisen trainiert worden ist. Bevorzugt wird das KNN mittels Trainingsdaten trainiert, bei denen die Zuordnung bereits bekannt ist (überwachtes Lernen). Optional können Trainingsdaten auf ein vorbestimmtes Gargerät bzw. auf vorbestimmte Geräteparameter an dem Gargerät bezogen sein.

Die Zuordnung zwischen der ersten und der zweiten Taxonomie kann durch die Ontologie gebildet werden. In einer Ausführungsform erlaubt es die Ontologie, auf der Basis der menschenverständlichen Beschreibung kochchemische Zusammenhänge beim Garen der Speise zu bestimmen, und auf der Basis der Zusammenhänge kann die Garempfehlung bereitgestellt werden. Das Bereitstellen der Garempfehlung kann Schritte des Bestimmens einer in der Ontologie modellierten Speise, die der zu garenden Speise ähnlich ist; des Einsortierens der Speise in die Ontologie; des Ermittelns eines Prozessparameters für die zu garende Speise; und des Bereitstellens der Garempfehlung auf der Basis des Prozessparameters umfassen.

Dadurch kann einerseits eine Garempfehlung bestimmt und andererseits das ontologische Modell erweitert werden. Optional kann die Erweiterung auf der Basis einer externen Rückmeldung verbessert werden. Beispielsweise können eine als gut bewertete Verbindung oder als gut bewertete Informationen bestätigt werden. Als schlecht bewertete Informationen oder Verbindungen können verändert oder gelöscht werden. Die Qualität der Ontologie kann durch Ausführung des vorgeschlagenen Verfahrens stetig zunehmen.

In einer Ausführungsform kann das ontologische Modell bezüglich beliebiger generischer Daten angelegt werden. Zur Erreichung guter Ergebnisse kann das Modell mit Daten zu vorbestimmten Speisen oder Gerichten weiter verbessert werden. Außerdem kann das Modell bezüglich eines verfügbaren Gargeräts trainiert bzw. abgestimmt werden, sodass ein Garvorschlag für das Gargerät zu besonders zutreffenden Garempfehlungen führen kann. Beispielsweise kann ein Hersteller passende Daten für von ihm produzierte Gargeräte bereitstellen. Diese Daten können empirisch auf der Basis von systematischen Kochversuchen erstellt sein. Solche Daten können auch aus Nutzerdaten generiert bzw. gesammelt werden. Ferner können Daten für ein generisches Gargerät bereitgestellt werden, bei dem bestimmte Minimalfähigkeiten vorausgesetzt werden. Ein generischer Ofen kann beispielsweise Temperaturen bis ca. 210 °C mit Ober- und/oder Unterhitze erzeugen und hat drei unterschiedlich hohe Schienen im Garraum. Ein spezifisches Gerät kann zusätzlich beispielsweise Umluft, Grill, Dampfgaren oder Mikrowellengaren unterstützen.

Ein Garvorschlag kann bezüglich eines Gargeräts bereitgestellt werden, das von einem Benutzer angegeben wird. Sollten keine spezifischen Daten für dieses Gargerät vorliegen, so kann die Garempfehlung auf ein generisches Gerät abgestellt werden. Die Garempfehlung kann dann unter Umständen besondere Fähigkeiten des verfügbaren Geräts nicht ausnutzen, aber eine trotzdem eine annehmbare Empfehlung für eine klassische Nutzung des Geräts darstellen. Daten oder Verbindungen der Repräsentation der zu garenden Speise in der Ontologie können mittels Inferenz angereichert werden. Dabei kann von bereits modellierten Informationen oder Zusammenhängen auf Informationen oder Zusammenhänge der zu garenden Speise geschlossen werden. Für die Inferenz können insbesondere Techniken der Subsumption, der Induktion oder der Abduktion angewendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform werden fehlende Daten der zu garenden Speise in der Ontologie generiert und mit der Repräsentation der zu garenden Speise verbunden. Die Daten können beispielsweise per Interpolation bestimmt werden.

Die Ontologie kann unterschiedliche kochchemische Zusammenhänge modellieren. In einer Ausführungsform umfasst die Ontologie Reaktionskinetiken von Speisen. Weiter bevorzugt werden Reaktionskinetiken unterschiedlicher Ordnungen modelliert. Eine Reaktionskinetik kann beispielsweise unter Verwendung einer Arrhenius Gleichung genähert sein. Andere Ausdrucksformen sind ebenfalls möglich. Eine Arrhenius-Gleichung beschreibt näherungsweise eine quantitative Temperaturabhängigkeit bei physikalischen und vor allem chemischen Prozessen, bei denen auf molekularer Ebene eine Aktivierungsenergie überwunden werden muss. Sie beschreibt eine phänomenologische Beziehung und gilt für sehr viele chemische Reaktionen, insbesondere in der Küchen- oder Kochchemie.

Die Ontologie kann Schwellenwerte umfassen, bei denen ein kochchemischer Effekt eintritt. Beispielsweise kann ein zeitabhängiger Bräunungseffekt der Maillard Reaktion ab einer Schwellentemperatur von ~140°C hinterlegt sein. So kann ein vorbestimmtes Garergebnis der zu garenden Speise gezielt durch einen Parameter des Gargeräts gesteuert werden. So können beispielsweise ein Anbräunen, ein Durchgaren, ein Schmoren und ein Sous-Vide Garen gezielt gesteuert werden. Es ist weiter bevorzugt, dass ein Schwellenwert näherungsweise und/oder unscharf angegeben ist. Eine genaue Steuerung von Geräteparametern des Gargeräts kann es erlauben, die Stärke eines kochchemischen Effekts zu steuern. In obigem Beispiel kann beispielsweise die Stärke der Maillard-Reaktion variiert werden, indem von der genannten Temperatur leicht abgewichen wird.

Die Ontologie kann ferner Indikatoren für das Erreichen vorbestimmter kochchemischer Effekte umfassen. Beispielsweise kann modelliert sein, dass eine Kerntemperatur von Fleisch mit dem Denaturieren von bestimmten Proteinen und dies mit einem erreichten Gargrad zusammenhängt. Ein solcher Zusammenhang kann quantifiziert sein, sodass ein kochchemischer Effekt auch graduell erreicht oder ausgenutzt werden kann.

Allgemein ist bevorzugt, dass ein kochchemischer Zusammenhang in der Ontologie als Näherung modelliert ist. Es ist üblich, dass eine konkrete chemische Reaktion nicht exakt so abläuft wie theoretisch vorhergesagt. Durch Einsatz einer Näherung kann eine solche individuelle Abweichung berücksichtigt werden.

Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Garempfehlung für eine zu garende Speise folgende Elemente: eine Eingabeeinrichtung zur Erfassung einer menschenverständlichen Beschreibung der Speise; eine Ausgabeeinrichtung zur Bereitstellung einer Garempfehlung; einen Speicher mit einer ersten und einer zweiten Taxonomie; wobei die erste Taxonomie eine Speise menschenverständlich beschreibt; und die zweite Taxonomie gartechnische Eigenschaften der Speise beschreibt; eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, bezüglich der ersten Taxonomie eine erste Klassifikation der Beschreibung zu bestimmen; daraus bezüglich der zweiten Taxonomie eine zweite Klassifikation abzuleiten; und auf der Basis der Klassifikation eine Garempfehlung für die Speise bereitzustellen.

Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung elektronisch ausgeführt sein und beispielsweise einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.

Die Verarbeitungseinrichtung ist weiter bevorzugt dazu eingerichtet ist, eine zweite Taxonomie bezüglich einer Ontologie zu bestimmen; wobei die Ontologie allgemeine kochchemische Zusammenhänge modelliert.

In einer Ausführungsform umfasst die menschenverständliche Beschreibung einen gewünschten Gareffekt. Beispielsweise kann ein Gargrad von warm über englisch, rose bis durchgegart angegeben sein. Eine Konsistenz kann beispielsweise als kross, weich, saftig oder trocken angegeben sein. Eine Gartiefe kann durch Angaben wie gegrillt, überbacken oder geröstet angegeben sein. So kann die Erwartung an das Garergebnis verbessert beschrieben sein. Die Garempfehlung kann auf der Basis derartiger Schlüsselworte verbessert bestimmt werden.

Eine gartechnische Eigenschaft der zweiten Taxonomie kann eines von einer physio- chemischen Eigenschaft, einem physischen Zustand der Speise vor dem Garen, einer Abmessung der Speise oder eines Bestandteils, einer Anzahl gleichzeitig zuzubereitender Stücke oder Portionen, einem zu verwendenden Gargefäß, einer üblichen Zutat, einer üblichen Garweise und einem speziellen kulinarischen Konzept für die Speise umfassen.

Die zweite Taxonomie kann sich im Wesentlichen an lebensmittelchemischen Gesichtspunkten orientieren. Der Aufbau der Speise kann bezüglich der Gareigenschaft seiner Zutat klassifiziert werden. Informationen, die den Garprozess nicht betreffen, beispielsweise ein Aroma oder eine Farbe, können hingegen vernachlässigt werden.

Es ist bevorzugt, dass mehrere gartechnische Eigenschaften bestimmt werden, wobei die Garempfehlung auf der Basis der mehreren bestimmten gartechnischen Eigenschaften bereitgestellt wird. In einer Ausführungsform können mehrere gartechnische Eigenschaften eines Bestandteils bestimmt werden, beispielsweise eine Masse und ein Verhältnis von Flüssigkeit zu Trockenmasse. In einer anderen Ausführungsform können Eigenschaften unterschiedlicher Bestandteile bestimmt werden, beispielsweise eine Feuchtigkeit eines Teigs oder eine Feuchtigkeit von Rosinen im Teig.

Insbesondere dann, wenn die menschenverständliche Beschreibung mehrere Teile umfasst, können Informationen aus allen Teilen ausgewertet werden, um die gartechnische Beschreibung zu erstellen. Z. B. kann aus einem Bild der fertigen Speise eine Mengenangabe, ein bevorzugtes Gargefäß oder ein Gargrad abgeschätzt werden. Aus einer Bezeichnung der Speise kann eine grundlegende Klassifikation abgeleitet werden.

Es ist besonders bevorzugt, dass die erste und/oder die zweite Taxonomie hierarchisch organisiert sind. Eine Abbildung zwischen der ersten und der zweiten Taxonomie kann auf unterschiedlichen Ebenen der jeweiligen Hierarchie erfolgen. Dabei kann auch eine Abbil- dung zwischen Elementen unterschiedlicher Hierarchieebenen erfolgen. Eine solche Abbildung kann eine 1:1-, eine 1 :n- oder eine n:m-Beziehung betreffen.

Einem Knoten in der zweiten Taxonomie kann eine Information zur Zubereitung der Speise zugeordnet sein. Die Zubereitung kann insbesondere einen Verarbeitungsschritt vor dem Garen betreffen. Die Garempfehlung kann dabei bevorzugt auf der Basis der zugeordneten Information bestimmt werden. Beispielsweise kann die Information einen Vermischungsprozess von Zutaten, einen küchenchemisch relevanten Zwischenschritt oder eine Temperierung der ungegarten Speise betreffen. Die Garempfehlung kann entsprechende Parameter berücksichtigen.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die zweite Taxonomie Grenzen zu einer erlaubten Abweichung einer gartechnischen Eigenschaft von einer Vorgabe. Ist beispielsweise eine Garempfehlung für eine vorbestimmte Menge einer Speise bekannt, und weist die menschenverständliche Beschreibung auf eine deutlich abweichende Menge hin, so kann die vorbereitete Garempfehlung verworfen werden. In einem anderen Beispiel kann der Speise ein vorbestimmtes Verhältnis von Zutaten zugeordnet sein. Sollte die beschriebene Speise mehr als erlaubt von diesem Verhältnis abweichen, so kann eine Garempfehlung, die dem vorbestimmten Verhältnis zugeordnet ist, angepasst oder verworfen werden.

Es ist besonders bevorzugt, dass eine Abbildung der ersten Taxonomie auf die zweite Taxonomie vorbestimmt ist. Dabei können Endpunkte der Taxonomien einander zugeordnet sein. Es ist bevorzugt, dass die Abbildungen auf möglichst wenige Knoten oder Endpunkte der zweiten Taxonomie zielen.

Jedem Endpunkt der zweiten Taxonomie kann eine Garempfehlung zugeordnet sein. Um die Garempfehlung zu bestimmen, kann es ausreichen, eine beliebige Speise zuzubereiten, deren Beschreibung diesem Endpunkt zugeordnet ist. So kann eine große Vielzahl Speisen auf relativ wenige Garempfehlungen abgebildet werden. Eine Garempfehlung, die einem Endpunkt der zweiten Taxonomie zugeordnet ist, kann beispielsweise empirisch bestimmt werden. Dazu kann eine der Speisen zubereitet und gegart werden. Optional können unterschiedliche Garmethoden oder Temperaturen ausprobiert werden. In einer Ausführungsform weist die Empfehlung auf eines von mehreren vorbestimmten Gargeräten hin. Beispielsweise kann ein erstes Gargerät einen Backofen, ein zweites Gargerät einen Dampfgarer, ein drittes Gargerät einen Mikrowellenherd und ein viertes Gargerät ein Kochfeld mit Temperaturregulierung umfassen. Es können auch mehrere Garempfehlungen bereitgestellt werden, die unterschiedlichen Gargeräten zugeordnet sind. So kann ein Benutzer sich selbst entscheiden, welches Gargerät er für die Zubereitung der Speise verwenden möchte.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Garempfehlung bezüglich einer Gartechnik bestimmt werden, die ein vorbestimmtes Gargerät unterstützt. Sollte beispielsweise ein Kombinationsgerät vorhanden sein, welches sowohl Techniken eines klassischen Backofens als auch einer Mikrowelle oder eines Dampfgarers in sich vereint, so kann die bevorzugte Gartechnik angegeben werden.

Allgemein kann die Garempfehlung eine Temperatur und eine Gardauer umfassen. Die Garempfehlung kann auch zusammengesetzt sein und mehrere, aufeinander folgende Garprozesse Überspannen. Ein einzelner Garprozess kann jeweils eine Gartechnik, eine Temperatur und/oder eine Gardauer angeben.

Nicht-beschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

Figur 1 eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer Garempfehlung für eine Speise;

Figur 2 eine beispielhafte erste Taxonomie;

Figur 3 eine beispielhafte zweite Taxonomie;

Figur 4 eine beispielhafte erste Taxonomie mit zusätzlichen Informationen;

Figur 5 eine beispielhafte zweite Taxonomie mit Informationen und Empfehlungen;

Figur 6 eine beispielhafte Abbildung zwischen einer ersten und einer zweiten Taxonomie;

Figur 7 eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung

Figur 8 eine erste beispielhafte Ontologie; und

Figur 9 eine zweite beispielhafte Ontologie darstellt. Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Bereitstellung einer Garempfehlung für eine Speise. Die Vorrichtung 100 ist dazu eingerichtet, eine menschenverständliche Beschreibung 105 einer Speise entgegenzunehmen und eine Garempfehlung 110 bereitzustellen. Die Beschreibung 105 kann eine Bezeichnung, ein Bild oder eine Beschreibung der Speise umfassen. Die Beschreibung 105 kann in grafischer, textueller oder sprachlicher Form vorliegen. Die Speise umfasst eine aus Zutaten zubereitete Nahrung für Menschen. Die Beschreibung 105 kann beispielsweise ein Kochrezept, einen Auszug aus einer Speisekarte oder eine beschreibende Angabe einer Speise umfassen.

Die Garempfehlung 110 umfasst üblicherweise eine Temperatur und eine Dauer, über die die ungegarte Speise der Temperatur in einem Gargerät 115 ausgesetzt werden soll. Optional umfasst die Garempfehlung 110 einen Zielwert, den ein Sensorwert eines Sensors eines verwenden Gargeräts einnehmen soll. Beispielsweise kann ein Ofen ein Thermometer zur Bestimmung einer Kerntemperatur einer Speise aufweisen und die Garempfehlung kann aussagen, dass die Kerntemperatur einen Wert von 55 °C erreichen soll. Dazu kann die Garempfehlung 110 eine mittels einer Wärmequelle auf die Speise wirkende Temperatur umfassen, hier beispielsweise 110 °C. Die Garempfehlung 110 kann auch eine Wärmequelle angeben, beispielsweise Ober- oder Unterhitze in einem Backofen, Umlufthitze oder einen Grill. Ferner kann eine Gartechnik angegeben sein, beispielsweise Strahlungswärme, Konvektionswärme, eine Dampfgarung oder per Mikrowelle. Unterschiedlichen Gartechniken können unterschiedliche Gargeräte 115 zugeordnet sein; ein Gargerät 115 kann jedoch auch zur Ausführung unterschiedlicher Gartechniken eingerichtet sein. Die Garempfehlung kann auch eine Sequenz von einzelnen Garempfehlungen umfassen, die aufeinander folgen.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Eingabevorrichtung 120, eine Ausgabevorrichtung 125, eine Verarbeitungseinrichtung 130 und einen Speicher 135. Die Eingabevorrichtung 120 ist exemplarisch als Mikrofon zur Erfassung menschlicher Sprache dargestellt; zur Erfassung der Beschreibung in einer anderen als einer akustischen Form kann eine andere Eingabevorrichtung 120 verwendet werden. Beispielsweise kann eine alternative Eingabevorrichtung 120 eine Kamera, eine Schnittstelle zur Entgegennahme von Bildern oder Text oder eine Eingabetastatur umfassen. Die Ausgabevorrichtung 125 ist ebenfalls exemplarisch als Lautsprecher zur Ausgabe sprachlicher Informationen dargestellt; die Garempfehlung 110 kann jedoch auch auf andere Weise dargestellt werden, beispielsweise numerisch oder grafisch, wozu eine textuelle oder grafische Ausgabevorrichtung 125 vorgesehen sein kann. Die Verarbeitungseinrichtung 130 ist bevorzugt als Mikrocomputer ausgeführt. Im Speicher 135 sind eine erste Taxonomie 140 und eine zweite Taxonomie 145 abgelegt. Es ist zu beachten, dass in einer anderen Ausführungsform ein Inhalt des Speichers 135 nicht lokal in der Vorrichtung 100, sondern an einer entfernten Stelle abgelegt sein kann. Die entfernte Stelle kann eine weitere Verarbeitungseinrichtung umfassen, die Teile der hierin beschriebenen Wirkungsweise der Verarbeitungseinrichtung 130 der Vorrichtung 100 ausführen kann.

Die erste Taxonomie 140 beschreibt eine Speise menschenverständlich bzw. erlaubt es, eine durch die Beschreibung 105 vorgegebene Speise zu klassifizieren. So kann eine große Vielzahl Speisen einer von mehreren vorbestimmten Klassen der ersten Taxonomie 140 zugeordnet werden. Dieser Vorgang kann auch Klassifikation genannt werden.

Die zweite Taxonomie 145 ist dazu eingerichtet, gartechnische Eigenschaften von Speisen zu beschreiben bzw. eine Einordnung einer Speise in eine von mehreren vorbestimmten Kategorien zu erlauben, wobei Speisen einer Kategorie ähnliche oder gleiche gartechnische Eigenschaften aufweisen können. Einer solchen Klasse von Speisen kann jeweils eine Garempfehlung zugeordnet sein. Alternativ kann eine Abbildungs- oder Ableitungsvorschrift angegeben sein, mittels derer eine Garempfehlung aus der Klasse abgeleitet werden kann. Die Ableitungsvorschrift kann Parameter tragen, die beispielsweise eine Menge, eine Anzahl oder ein Massenverhältnis von Zutaten umfasst.

Beide Taxonomien 140, 145 sind bevorzugt jeweils hierarchisch organisiert und können verschiedene Kategorien oder Ebenen umfassen. Verbindungen zwischen den Taxonomien 140, 145 können auf beliebigen Ebenen der jeweiligen Hierarchie erfolgen.

Die zweite Taxonomie 145 kann beispielsweise in einer ersten beispielhaften Kategorie physikalisch-chemische Eigenschaften umfassen, beispielsweise

- ein Gewicht

- eine Wärmekapazität

- eine Dichte

- ein Mengenverhältnis von festen zu flüssigen Bestandteilen ein Mengenverhältnis von wasserbindenden, trockenen Zutaten zu flüssigen Zutaten

In einer zweiten beispielhaften Kategorie kann ein physikalischer Zustand des Gerichts vor der Zubereitung angegeben sein, beispielsweise

- fest

- flüssig

- halbgefroren

- gefroren

In einer dritten beispielhaften Kategorie kann eine Geometrie eines Gargefäßes angegeben sein, beispielsweise

- ein Volumen oder Abmessungen

- eine Form, in der eine Zutat vorliegt, beispielsweise im Ganzen oder in kleine Stücke geschnitten

In einer vierten beispielhaften Kategorie kann eine Anzahl gleichzeitig zubereiteter Speisen oder Portionen angegeben sein. Beispielsweise kann eine gleichzeitige Zubereitung von 4 Pizzen andere Garparameter erfordern als die gleichzeitige Zubereitung nur einer einzigen Pizza.

In einer fünften beispielhaften Kategorie kann ein Kochgeschirr oder ein Gargefäß angegeben sein, in welchem der Garvorgang stattfinden soll.

In einer sechsten beispielhaften Kategorie können übliche Zutaten einer Speise genannt sein, beispielsweise

- ein Bereich eines Mengenverhältnisses (z. B. ein Gewichtsanteil von Mehl)

- ein Bereich eines Mengenverhältnisses nach Lebensmittelgruppen (z. B. ein Gewichtsanteil aller in der Speise verwendeter Mehlsorten)

- ein Bereich eines Mengenverhältnisses nach Lebensmitteleigenschaften (z. B. ein Verhältnis von festen zu flüssigen Bestandteilen)

In einer siebten beispielhaften Kategorie können übliche Zubereitungsverfahren einer Speise genannt sein, beispielsweise Rühren, Braten oder Schmoren. In einer achten beispielhaften Kategorie können Spezifische kulinarische Konzepte einer Speise genannt sein, beispielsweise die Art eines Teigs, etwa Mürbeteig, Sauerteig, Hefeteig, Quark-Öl-Teig, Blätterteig, Rührteig.

Ebenfalls in Figur 1 eingezeichnet sind Verfahrensschritte eines Verfahrens 150 zum Bereitstellen einer Garempfehlung 110 für eine Speise. In einem Schritt 155 kann eine menschenverständliche Beschreibung 105 der Speise erfasst werden. In einem Schritt 160 kann eine erste Klassifikation der Speise bezüglich der ersten Taxonomie 140 erfolgen. Dabei kann eine Klasse der ersten Taxonomie 140 bestimmt werden, in welche die Speise fällt. Es können auch mehrere Klassen bestimmt werden, in die Teilaspekte der Speise fallen.

In einem Schritt 165 kann aus der bestimmten ersten Klassifikation eine zweite Klassifikation abgeleitet werden, die auf die zweite vorbestimmte Taxonomie bezogen ist. Dabei kann die zweite Klassifikation der ersten Klassifikation zugeordnet sein. Die zweite Klassifikation kann eine oder mehrere gartechnische Eigenschaften der Speise oder einer ihrer Zutaten umfassen.

In einem Schritt 170 kann auf der Basis der zweiten Klassifikation eine Garempfehlung 110 für die Speise bestimmt werden. In einem Schritt 175 kann die bereitgestellte Garempfehlung ausgegeben werden. In einer Ausführungsform ist die Garempfehlung an einen Benutzer gerichtet und kann entsprechend textuell, numerisch oder symbolisch präsentiert werden. In einer anderen Ausführungsform kann ein Gargerät 115 unmittelbar auf der Basis eines Parameters der Garempfehlung gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Backofen dazu angesteuert werden, eine vorbestimmte Temperatur anzunehmen, die in der Garempfehlung 110 angegeben ist.

Figur 2 zeigt eine beispielhafte erste Taxonomie 140. Die dargestellte erste Taxonomie 140 ist auf bestimmte Kuchen bezogen und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Die dargestellte erste Taxonomie 140 kann Teil einer größeren ersten Taxonomie 140 sein.

Die dargestellte erste Taxonomie 140 umfasst in einer beispielhaften ersten Kategorie Kuchen 205 aus einer Perspektive eines Benutzers. In einer beispielhaften zweiten Kate- gorie sind Pound Cakes 210 angegeben. In einer beispielhaften dritten Kategorie können Schokoladenkuchen 215, Zitronenkuchen 220 und Marmorkuchen 225 ohne Guss unterschieden werden. In einer vierten Kategorie kann nach Arten eines Kuchengusses klassifiziert werden. Hier stehen beispielhaft zur Auswahl kein Guss 230, ein Schokoladenguss nach dem Backen 235, Schokoladenstücke im Teig 240 oder ein Zitronenguss 245 nach dem Backen.

In einer ebenfalls beispielhaften fünften Kategorie können Formen unterschieden werden, in welchen die Kuchen 205 gegart bzw. gebacken werden können. Dabei können beispielhaft eine Kastenform 250 und eine Gugelhupfform 255 ausgewählt werden.

Aus menschlicher Sicht sind Pound Cakes eine gängige Kuchenart mit vielen Varianten. Jeder der in Figur 2 genannten Kuchen (Schokoladen-, Zitronen- oder Marmorkuchen) kann als unterschiedlicher Kuchen betrachtet werden, da sie sich in ihrer Erscheinung und im Geschmack unterscheiden. Selbst, wenn für einen Schokoladenkuchen ein ähnlicher Teig verwendet wird, führt die Zugabe von Schokoladensplittern in den Teig oder die Zugabe von Schokoladenüberzug nach dem Backen aus menschlicher Sicht zu einem anderen Ergebnis. Pound Cakes werden in der Regel in einer Kasten- oder Gugelhupfform gebacken, was sich auf ihre endgültige Form auswirkt. In diesem Beispiel sind zwölf verschiedene Kuchen unter der Kategorie Pound Cakes zusammengefasst.

Figur 3 zeigt eine beispielhafte zweite Taxonomie 145. In einer ersten beispielhaften Kategorie sind Kuchen 305 aus einer Perspektive der Zubereitung bzw. des Garens gesammelt. In einer zweiten beispielhaften Kategorie sind Teigarten 310 von Pound Cake definiert. Dabei können eine Zusammensetzung aus unterschiedlichen Zutaten und ein Zubereitungsprozess angegeben sein. Außerdem kann angegeben sein, um welches Maß von den Angaben abgewichen werden kann, ohne die Definition des Pound Cake zu verlassen. In einer dritten beispielhaften Kategorie kann die Größe 315 einer Backform angegeben sein. In einer vierten beispielhaften Kategorie kann zwischen einer Kastenform 320 und einer Gugelhupfform 325 unterschieden werden.

Figur 4 zeigt eine beispielhafte erste Taxonomie 140 mit zusätzlichen Informationen. Beispielsweise kann dem Pound Cake 210 aus Benutzerperspektive ein Bild 405 eines fertigen Kuchens, Bilder 410 unterschiedlicher Backformen, Beschreibungen 415 eines zu erzielenden Ergebnisses oder ein Unterscheidungsmerkmal 420 oder Charakteristikum eines Pound Cake 210 zugeordnet sein.

In der beispielhaft gewählten Darstellung von Figur 4 sind Bilder 405 eines Schokoladenkuchens 425, eines Zitronenkuchens 430 und eines unglasierten Marmorkuchens 435 möglich.

Bilder 410 können beispielsweise für eine Kastenform 440 oder eine Gugelhupfform 445 vorgesehen sein. Als mögliche Beschreibungen 415 des zu erzielenden Ergebnisses sind beispielhaft schwer und feucht 450, mit einer dichten Konsistenz 455 oder eine Angabe 460 vorgesehen, dass der Kuchen in Scheiben geschnitten und eine Scheibe in der Hand gehalten werden soll.

Als Unterscheidungsmerkmal 420 ist ein Mengenverhältnis 465 vorgesehen, nach welchem je ein Teil Butter, ein Teil Zucker, ein Teil Ei und ein Teil Mehl verwendet werden soll. Die Bezeichnung des Pound Cake rührt daher, dass klassischerweise jeder Teil ein Pfund beträgt.

Figur 5 zeigt eine beispielhafte zweite Taxonomie 145 mit Informationen und Garempfehlungen. In beispielhafter Weise ist dem Pound Cake Teig 310 eine übliche Zubereitungsart 505, beispielsweise in Form des Knetens 510 angegeben. Ebenfalls beispielhaft ist dem Pound Cake Teig 310 ein festes Verhältnis 515 von Zutatengruppen zugeordnet. Beispielsweise kann ein Verhältnis 520 von je einem Teil Butter, Zucker, Ei und Mehl angegeben sein. Außerdem kann eine erlaubte Abweichung 525 angegeben sein. Für das Verhältnis 520 können passende Austausch-Zutaten 530 angegeben sein. Außerdem können Kategorien 535 ähnlicher Zutaten bestimmt sein.

Bezüglich der Kastenform 320 und der Gugelhupfform 325 können jeweils eine Größe bzw. Abmessungen 540 oder ein passendes Material 545 genannt sein. Der Kastenform 320 und der Gugelhupfform 325 können jeweils eine Abmessung 540 und ein Material 545 zugeordnet sein.

Der Kastenform 320 kann eine erste Garempfehlung 550 zugeordnet sein. Diese kann beispielsweise eine Ofengröße 555, die Nutzung einer Dampfgarfunktion 560 oder einer Mikrowellenfunktion 565 umfassen. Eine zweite Garempfehlung 570 mit jeweils zugeordneten Einzelangaben 555 bis 565 kann der Gugelhupfform 325 zugeordnet sein. Die Garempfehlungen 550 und 570 sind in Figur 5 mit breiten Linien dargestellt. Die Garempfehlungen 550, 570 sind spezielle Ausführungen einer Garempfehlung 110.

Die zweite Taxonomie 145 kann eine Reihe von Informationen enthalten, die bei der Zusammenstellung von verfahrenstechnischen Parametern wie den optimalen Ofeneinstellungen (z. B. Heizmethode, Zeit und Temperaturparameter in einem Ofen) hilfreich sein können. Die Informationen können unter anderem folgende umfassen:

- Verhältnisse von Zutaten

- Verhältnisse von Zutatengruppen

- Verhältnisse von Zutaten nach physikalisch-chemischen Eigenschaften

- Gängige Koch- oder Backtechniken

- Gebräuchliche Abmessungen und Materialien von Kochgeschirr und die optimalen verfahrenstechnischen Parameter selbst.

Die Informationen können auch eine Liste verschiedener verfahrenstechnischer Parameter in Abhängigkeit von den wichtigsten Geräteeigenschaften umfassen, beispielsweise unterschiedliche Parameter für Backofen mit und ohne Dampffunktion.

Figur 6 zeigt eine beispielhafte Abbildung 600 zwischen einer ersten Taxonomie 140 und einer zweiten Taxonomie 145. In einem linken Bereich ist die erste Taxonomie 140 aus Figur 2 und in einem rechten Bereich die zweite Taxonomie 145 von Figur 3 dargestellt. Die Abbildung 600 bildet alle zwölf Varianten der ersten Taxonomie 140 auf nur zwei verschiedenen Elementen der zweiten Taxonomie 145 ab. Im dargestellten Fall kann es ausreichen, nicht mehr als zwei fundamentale Zusammensetzungen von Speisen der zweiten Taxonomie 145 zuzubereiten, um für alle in der ersten Taxonomie 140 klassifizierbaren Speisen passende Empfehlungen 550, 570 bereitstellen zu können.

Figur 7 zeigt eine Vorrichtung 100 in einer bevorzugten Ausführungsform in einer Seitenansicht. Auf einem Basisgerät 705 kann ein Mobilgerät 710 abgelegt und datentechnisch mit diesem verbunden werden, bevorzugt mittels einer drahtlosen Schnittstelle wie Blue- tooth-LE. Sowohl das Basisgerät 705 als auch das Mobilgerät 710 können jeweils eine Eingabevorrichtung 120, eine Ausgabevorrichtung 125 oder eine Verarbeitungseinrichtung 130 aufweisen. Bevorzugt ist das Basisgerät 705 mittels einer weiteren Schnittstelle mit einer externen Einrichtung verbunden, die rechenintensive Vorgänge wie das Erkennen eines Bildes oder das Umwandeln von Sprache in Text oder umgekehrt umsetzen kann. Eine Taxonomie 140, 145 kann in einem Speicher 135 des Basisgeräts 705 oder des Mobilgeräts 710 vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform kann eine der Taxonomien 140, 145 auch seitens der externen Stelle bestehen.

Es ist zu beachten, dass eine hierin vorgestellte Technik auch auf einer anderen Plattform als der dargestellten Vorrichtung 700 ablaufen kann, beispielsweise in einer App auf einem Mobilgerät (Smartphone). In einer weiteren Ausführungsform kann die Technik als Erweiterung (Skill) implementiert sein, die auf einem intelligenten Lautsprecher oder einem Gerät mit Spracherkennung (Alexa) abläuft.

Mithilfe der hier beschriebenen Technologie kann ein verbesserter elektronischer Kochassistent bereitgestellt werden, der insbesondere eine große Vielfalt von angebotenen Rezepten unterstützen kann und den Testaufwand der Gargeräte beim Hersteller der Gargeräte in einem vertretbaren und effizienten Rahmen hält. Letztlich kann dieser Effekt darauf beruhen, dass die große Vielfalt von angebotenen Rezepten gartechnisch auf eine sehr viel kleinere Anzahl von technischen Garvarianten reduziert werden kann.

Es wird vorgeschlagen, Kombinatorik-Mechanismen anhand von Vektoren anzuwenden, die es einem Modell zu erlauben, die Relevanz von Kochbegriffen im Kontext zu einer Ontologie oder eines chemischen Prozesses zu gewichten. Eine Ontologie kann als Knowledge Graph repräsentiert werden und umfasst üblicherweise Kategorien wie Zutaten, Kochtechniken und Geräte sowie die chemischen Reaktionen, die beim Kochen auftreten, beispielsweise eine Karamellisierung, eine Maillard-Reaktion oder eine Fermentation. Aus einer Kombination solcher Informationen kann die Ontologie eine Garempfehlung bestimmen. Es ist zu beachten, dass auch Eigenschaften eines Gargeräts durch die Ontologie modelliert sein kann. Dadurch können Parameter für das Gargerät bezüglich eines Garvorgangs einer Speise bestimmt werden.

Das Modell kann eine Art des maschinellen Lernens implementieren. Insbesondere kann die Ontologie mittels überwachtem Lernen dazu gebracht werden, seine Bestimmungen über die Zeit zu verbessern. So kann das Modell etwa dazu trainiert werden, die Bedeu- tung eines Begriffs in Abhängigkeit von seiner Position und seinen umgebenden Begriffen in der menschenverständlichen Beschreibung zu verstehen. Die korrekte Interpretation eines kulinarischen Texts kann dadurch entscheidend verbessert werden. Die Eigenschaften und Gruppierungen der Wörter können während der Trainingsphase so angepasst werden, dass sie nicht nur die isolierte Bedeutung eines Wortes, sondern auch seine kontextuellen Beziehungen widerspiegeln. Durch die Einbeziehung ontologischer Strukturen und des Verständnisses chemischer Prozesse ermöglicht die Erfindung eine präzisere Modellierung und Vorhersage kulinarischer Ergebnisse.

Das Modell kann durch den Einsatz eines speziell kuratierten Datensatzes einer Feinabstimmung unterzogen werden. Ein solcher Datensatz umfasst bevorzugt eine Vielzahl von Rezepten, Beschreibungen und kulinarischen Texten, weiter bevorzugt aus verschiedenen Regionen oder Sprachen. Durch gezieltes Training kann das Modell lernen, feine Nuancen und regionale Unterschiede in der Verwendung kulinarischer Begriffe zu erkennen und zu berücksichtigen.

Zur Bestimmung einer Garempfehlung kann eine Ontologie verwendet werden, die formalisiertes Fachwissen zur Zubereitung von Speisen umfasst. Die Ontologie kann insbesondere Kenntnisse über folgende Sachverhalte haben:

- Lebensmittel und deren Eigenschaften, wobei Lebensmittel mit ähnlichen Eigenschaften auch in Lebensmittelgruppen zusammengefasst werden können;

- Ausgangszustände der Lebensmittel;

- Zielzustände je nach Lebensmittel;

- Approximationen von Reaktionskinetiken chemischer Prozesse der Lebensmittel;

- Parameter des Garklimas; und

- Optimale Prozessparameter für ein Lebensmittel.

Ferner kann eine technische Komponente vorgesehen sein, die Ähnlichkeiten von Lebensmitteln analysiert, außerdem eine technische Komponente, die lebensmittelrelevante Details generiert und eine technische Komponente, die eine Garempfehlung in Form von Geräteeinstellungen oder Nutzungshinweisen mit Hilfe der Daten der anderen Komponenten erzeugt. Die Komponente zur Generation lebensmittelrelevanter Details kann insbesondere eine Schnittstelle zu einer Datenbank umfassen, sodass beispielsweise zu einer Speise oder einer Zutat eine kochchemische Kenngröße nachgeschlagen werden kann. Eine solche Kenngröße kann lexikografisches Wissen oder kochchemisches Wissen umfassen. Ferner kann eine übliche Verwendung oder Behandlung der Speise beispielsweise aus einer Sammlung von Kochrezepten bestimmt werden.

Ähnliche Lebensmittel können auf der Basis von einander ähnlichen kochchemischen Eigenschaften bestimmt werden. Eine Ähnlichkeit kann auch auf der Basis ähnlicher üblicher Verwendungen, insbesondere in anderen Kochrezepten, bestimmt werden.

Der Prozess zum Erstellen einer Geräteeinstellung und Nutzungshinweisen für ein neues Lebensmittel kann beispielsweise wie folgt ablaufen:

- Bestimmen von Ähnlichkeiten zwischen der zu garenden Speise und einer in der Ontologie modellierten Speise;

- Einsortieren des neuen Lebensmittels in die Ontologie;

- Erstellen einer Instanz für die zu garende Speise in der Ontologie

- Anreichern der Daten und Verbindungen der neuen Instanz der Speise in der Ontologie durch Inferenz auf bestehenden Daten der Ontologie;

- Bereitstellen fehlender Daten aus einer externen Quelle und Assoziieren der Daten zur neuen Instanz für die zu garende Speise in der Ontologie

- Ermitteln von Prozessparametern die neue Instanz; und

- Bestimmen von Geräteparametern eines vorbestimmten Gargeräts für das Garen der Speise.

Die Ontologie kann Reaktionskinetiken chemischer Prozesse nach Lebensmittelgruppen umfassen. Eine molekulare Reaktionskinetik beschreibt den zeitlichen Ablauf von chemischen Reaktionen auf der molekularen Ebene und schließt die Mikrokinetik ein, welche sich mit der Kinetik von Elementarreaktionen beschäftigt. Die Makrokinetik betrachtet den Einfluss makroskopischer Wärme- und Stofftransportprozesse auf die Kinetik chemischer Reaktionen und stellt damit das Bindeglied zwischen Reaktionskinetik und chemischer Reaktionstechnik dar. Eine Reaktionskinetik kann in verschiedenen Ordnungen (1 , ... ,n) angegeben werden, die beispielsweise über Arrhenius Gleichungen approximiert sind. So kann beispielsweise ein Vitaminabbau in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit modelliert werden. Eine Reaktionskinetik kann eine Näherung für einen Schwellenwert umfassen ab dem ein vorbestimmter Effekt eintritt, beispielsweise die Temperatur, ab der eine Maillard Reaktion ausgelöst werden kann. Ferner können Zielparameter angegeben sein, die für bestimmte kochchemische Effekte einhalten werden müssen.

Es ist allgemein nicht zwingend notwendig, für eine Reaktionskinetik exakte oder zu 100% empirisch bestätigte Formeln oder Werte zu hinterlegen, vielmehr sind in den meisten Fällen Abschätzungen oder näherungsweise Berechnungen ausrechend. Eine Näherung ist bevorzugt so gestaltet, dass vorrangig

- der chemische Prozess selbst abhängig vom Garklima

- die Abhängigkeit vom Ausgangszustand

- und vor allem der Effekt auf den Zielzustand abhängig vom Garklima vereinfacht quantifiziert werden können. Diese Näherungen sollen dazu dienen, fundierte Extra- oder Interpolationen basierend auf verifizierten Referenzwerten vorzunehmen.

Diese Zusammenhänge sollen im Folgenden an einem Beispiel erläutert werden. Figur 8 zeigt eine beispielhafte Ontologie 800, die in Form eines Knowledge Graphs wiedergegeben ist.

Zur Bestimmung von Geräteparametern für ein vorbestimmtes Gargerät kann ein Kontext bestimmt werden, der für das Garen einer vorbestimmten Speise gilt. Beispielsweise kann ein solcher Kontext einen oder mehrere der folgenden Parameter umfassen:

- ein durch den Garvorgang zu erreichendes Ziel

- einen Energieeintrag

- eine Gardauer

- Eigenschaften von Komponenten der Speise

- Ausgangszustände von Komponenten

- eine diätische Anpassung oder Restriktion

- Fähigkeiten eines zur Verfügung stehenden Gargeräts

- eine anzuwendende Kochmethodik

- weitere Wünsche oder Restriktionen In weiteren Ausführungsformen können dem Kontext auch andere oder zusätzliche Parameter zu Grunde gelegt werden.

Auf der Basis des Kontexts kann eine Koch- bzw. Garmethode bestimmt werden, die für das Garen der Speise in Frage kommt. Aus der Garmethode kann ein Gerät bestimmt werden, welches diese Garmethode unterstützt. Außerdem können für diese Garmethode Geräteparameter bestimmt werden, die den vorgegebenen Parametern des Kontexts möglichst gut Rechnung trägt. Die Geräteparameter können insbesondere eine Gerätekonfiguration oder Geräteeinstellung umfassen, die an einen Benutzer bereitgestellt oder direkt an dem Gerät gesteuert werden können.

Im vorliegenden Beispiel möchte ein Benutzer Romanesco für einen Salat zubereiten. Dafür soll der Romanesco eine knackige Textur aufweisen und möglichst viele Vitamine erhalten bleiben. Zur Zubereitung möchte der Benutzer einen Dampfbackofen verwenden. In der Ontologie 800 ist keine passende Einstellung für den Dampfbackofen des Nutzers hinterlegt, sodass eine Frage nach geeigneten Parametern für das Gerät nicht direkt beantwortet werden kann. Daher fragt der Benutzer nach passenden Einstellungen, z.B. innerhalb eines Ofen Assistenten (Oven Agent) 826.

Innerhalb der Ontologie 800 wie beispielhaft in Abbildung 2 dargestellt, wird keine passende Instanz für „Romanesco“ gefunden. Somit kann auch nicht direkt auf Parameter zurückgegriffen werden, die eine Geräteeinstellung repräsentieren.

Daraufhin können Instanzen für Speisen in der Ontologie 800 mit der zu garenden Speise verglichen werden. Ein Abgleich könnte z.B. auch über Techniken der Bildererkennung stattfinden. Figur 9 zeigt eine Beispielinstanz 900 einer Ontologie 800.

Im gewählten Beispiel kann eine Ähnlichkeit der Speise Romanesco 916 zu Blumenkohl 918 und zu Brokkoli 920 erkannt werden. Daher wird das neue Lebensmittel 916 der Gruppe der „Kohlgemüse“ 922 zugeordnet.

Beispielsweise mittels Inferenz können zu der neu erstellten Instanz 916 neue Daten und Verbindungen generiert werden. Dem System ist nun bekannt, das Romanesco z.B. als Ganzes 906 oder in Röschen 908 zubereitet werden kann (Ausgangszustand 914) oder sowohl weich 928 als auch knackig 930 gegart werden kann (Zielzustand 924). Romane- sco 916 kann in der Ontologie 900 wie Blumenkohl 918 oder Broccoli 920 mit dem Ausgangszustand 914 und dem Kohlgemüse 922 verbunden werden. Nun kann die gewünschte Anfrage als Instanz 916 innerhalb der Ontologie verstanden werden.

Innerhalb der Ontologie 900 ist der Zielzustand „knackig“ innerhalb der Kategorie Gemüse 920 mit dem Abbau von Pektin 946 verknüpft. In der assoziierten ersten Reaktionskinetik 954 ist eine Abhängigkeit zur Dicke des Lebensmittels beschrieben. Ein signifikanter Effekt auf den Abbau von Pektin tritt erst ab einem Temperaturschwellenwert im Kern des Lebensmittels auf. Daher ist die die Größe und Dicke des Lebensmittels ein relevanter Parameter, um den Wärmeintrag ins Innere zu approximieren. Aus diesem Grund wird innerhalb der Komponente 916 deren Größe geschätzt, beispielsweise mittels Generative Kl.

Auf diesem Weg wird ermittelt, dass:

- Romanesco üblicherweise in Röschen zubereitet wird; und

- die übliche Größe der Röschen von Romanesco wie bei dem ähnlichen Lebensmittel Brokkoli geschätzt wird

In der Reaktionskinetik 960 zum Abbau von Vitaminen ist der mittlere Effekt von Temperatur und Zeit auf den Abbau beschrieben. Der Effekt des mittleren Vitaminabbaus könnte über gemittelte Werte der Aktivierungsenergie und Geschwindigkeitskonstante in einer Arrhenius Gleichung beschreiben und über den Temperaturbereich des Ofens annäherungsweise geschätzt sein. Da der Vitaminerhalt als Zielzustand gesetzt ist, wird über den Zusammenhang mit dem Garklima ermittelt, dass für die Kochmethode „Dämpfen“ ein Optimum für den Erhalt an Vitaminen darstellt.

Somit können die Daten der Instanzen innerhalb der Ontologie 900 erweitert werden, beispielsweise so:

Kochmethode Dämpfen

Gemüse Broccoli

Ausgangszustände Röschen mit 2,5 bis 5 cm Durchmesser im Durchschnitt

Zielzustände knackig, Nährstoffe erhalten

Daraus können Garparameter bestimmt werden:

Heizart Dampf

Temperatur -100 °C

Zeit 7 bis 8 min

Accessoires Dampfbehälter

Die erkannte Referenz („Bekannte Einstellungen für Brokkoli Röschen) der Prozessparameter und die Reaktionskinetiken können nun genutzt werden, um z. B. mittels Regression oder einem anderen Optimierungsalgorithmus optimale Parameter für Romanesco 916 zu schätzen.

Der Effekt „Nährstoffe erhalten“ wird abhängig von der Zeit, Temperatur als Input Größen mit der Näherung der Aktivierungsenergie und Geschwindigkeitskonstante quantifiziert. Der Wärmeübergang ins Innere des Lebensmittels wird mit der neuen Charakteristischen Größe der Romanesco Röschen abhängig von den Garklima Parametern quantifiziert (Abhängig von Temperatur, Dampfgehalt, Verwirbelung, etc.). Der minimale Effekt auf den Pektin Gehalt für den Zielzustand „knackig“ wird als Minimalbedingung abgenommen, da sonst der Romanesco 916 noch roh ist. Dieser minimale Schwellenwert eines Effektes, z. B. berechnet aus einer spezifischen Aktivierungsenergie und Geschwindigkeitskonstante und Kerntemperatur und Haltezeit als Eingangsparameter kann als Randbedingung geschätzt werden.

Mit Hilfe dieser oder anderer Näherungen lässt sich nun ein mathematisches Optimum für die optimalen Prozessparameter ermitteln:

Kochmethode Dämpfen

Gemüse Romanesco

Ausgangszustände Röschen, frisch

Zielzustände knackig, Nährstoffe erhalten

Daraus können Garparameter bestimmt werden: Heizart Dampf

Temperatur -100 °C

Zeit 10 min

Accessoires Dampfbehälter

Die bestimmten Garparameter können dem Benutzer bereitgestellt werden, sodass dieser sie an dem Gargerät einstellt. In einer weiteren Ausführungsform können die Garparameter auch direkt an das Gargerät übermittelt werden.

Mittels beschriebenen Technik können optimale Geräteeinstellungen ohne manuellen Aufwand erstellt werden. Dabei können bestimmte Geräteeinstellungen spezifische Heizarten oder Technologien eines vorbestimmten Gargeräts optimal in Betracht ziehen. Die Geräteeinstellungen können außerdem dynamisch erstellt und geregelt werden (vgl. Beispielontologie 800 in Figur 8). Kochergebnisse können dadurch aus Kundensicht optimal sein bzw. eine verfügbare Technologie kann entsprechend den Kundenwünschen optimal eingesetzt werden. Erzeugte Einstellungen können daher über „generische Einstellungen“ wie sie z. B. mittels eines Large Language Models wie Chat GPT erzeugt werden hinausgehen, da geräte- bzw. herstellerspezifisches Wissen mit in Betracht gezogen wird.

Aus Kundensicht können sich somit Vorteile ergeben:

- mehr Hilfestellungen zu optimalen Gareinstellungen, da ohne zusätzlichen Testaufwand mehr Lebensmittel abgedeckt werden können

- spezifischere Hilfestellungen zu optimalen Gareinstellungen, da die Varianz der Lebensmittel (Ausgangszustände) abgedeckt werden kann

- genauere Hilfestellungen zu optimalen Gareinstellungen, die Kundenwünsche (Zielzustände) genau abgebildet werden können

- bessere Kochergebnisse, da die individuellen Kundenwünsche und relevanter Kontext optimal in Betracht gezogen werden Bezugszeichen

100 Vorrichtung

105 menschenverständliche Beschreibung

110 Garempfehlung

115 Gargerät

120 Eingabevorrichtung

125 Ausgabevorrichtung

130 Verarbeitungseinrichtung

135 Speicher

140 erste Taxonomie

145 zweite Taxonomie

150 Verfahren

155 Erfassen einer menschenverständlichen Beschreibung einer Speise

160 Bestimmen einer ersten Klassifikation

165 Ableiten einer zweiten Klassifikation

170 Bestimmen einer Garempfehlung

175 Ausgeben der Garempfehlung

205 Kuchen aus Benutzersicht

210 Pound Cake

215 Schokoladenkuchen

220 Zitronenkuchen

225 Marmorkuchen ohne Guss

230 ohne Guss

235 mit Schokoladenguss nach dem Backen

240 mit Schokoladenstücken im Teig

245 Zitronenguss nach dem Backen

250 Kastenform

255 Gugelhupfform 305 Kuchen aus Sicht einer Zubereitung

310 Pound Cake Teig

315 Größe einer Backform

320 Kastenform

325 Gugelhupfform

405 Bild eines fertigen Kuchens

410 Bilder unterschiedlicher Backformen

415 Beschreibung eines Ergebnisses

420 Unterscheidungsmerkmal

425 Schokoladenkuchen

430 Zitronenkuchen

435 unglasierter Marmorkuchen

440 Kastenform

445 Gugelhupfform

450 Schwer und feucht

455 dichte Konsistenz

460 in Scheiben geschnitten und in der Hand gehalten

465 Mengenverhältnis

505 übliche Zubereitungsart

510 Kneten

515 Verhältnis von Zutatengruppen

520 Verhältnis

525 erlaubte Abweichung

530 Austausch-Zutaten

535 Kategorien ähnlicher Zutaten

540 Größe / Abmessungen

545 Material

550 erste Garempfehlung

555 Ofengröße

560 Dampfgarer

565 Mikrowelle

570 zweite Garempfehlung 600 Abbildung

705 Basisgerät

710 Mobilgerät

800 Ontologie

802 Kunde

804 Ausgangszustände

806 Ziel Zustandswunsch

808 Lebensmittel Eigenschaften

810 chemische und physikalische Prozesse beim Garen

812 Kochmethode

814 Reaktionskinetik

816 Abhängigkeit vom Garklima

818 Effekt auf Zielzustände

820 Garklima

822 Sensoren

824 Aktoren

826 Oven Agent

828 Modell des Garklimas

850 hat

852 plus

854 beeinflusst

856 findet beim Garen statt

858 beeinflussen

860 bedingt die

864 beschrieben durch

866 Teil von

868 Teil von

870 beeinflusst

872 beeinflusst

874 fließt mit ein 876 ermittelt optimale Parameter für den jeweiligen Zustand

878 beeinflussen

880 quantifiziert Auswirkungen näherungsweise

882 beeinflusst

884 sagt vorher

886 messen

888 beeinflussen

890 regelnde Anpassung

892 definiert Steuerung / Regelung

894 liest Werte aus

896 ist Teil von

898 beeinflusst

900 Ontologie

902 frisch

904 gefroren

906 ganz

908 in Röschen

910 frisch gefroren

912 Übergangsgrößen

914 Ausgangszustände

916 Romanesco

918 Blumenkohl

920 Broccoli

922 Kohlgemüse

924 Zielzustand

926 Textur

928 weich

930 knackig

932 Geschmack

934 natürliches Aroma

936 Röstaroma

938 Farbe

940 Nährstoffe erhalten 942 chemische Prozesse nach Lebensmittelgruppen

944 Prozesse beim Erhitzen

946 Pektinabbau

948 Chlorophyllabbau

950 Maillard Reaktion

952 Vitaminabbau

954 Reaktionskinetik 1

956 Reaktionskinetik 2

958 Reaktionskinetik 3

960 Reaktionskinetik 4

962 Abhängigkeit der Reaktionskinetik von Parametern des Garklimas

964 Effekt auf Textur

966 Abhängigkeit der Reaktionskinetik von Parametern des Garklimas

968 Effekt auf Farbe

970 Abhängigkeit der Reaktionskinetik von Parametern des Garklimas

972 Effekt auf Geschmack

974 Abhängigkeit der Reaktionskinetik von Parametern des Garklimas

976 Effekt auf Nährstoffe

978 Modell des Garklimas

980 Temperatur

982 Wärmeübergangskoeffizienten

984 Modellierung des Energieübergangs bei Verwendung von Mikrowellen

986 Luftfeuchte

988 Strömungsverhalten

990 direkter Energieeintrag

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren (150) zum Bereitstellen einer Garempfehlung (110) für eine zu garende Speise, wobei das Verfahren (150) folgende Schritte umfasst:

Erfassen (155) einer menschenverständlichen Beschreibung (105) der Speise; Bestimmen (160) einer ersten Klassifikation der Beschreibung (105) bezüglich einer ersten vorbestimmten Taxonomie (140);

- Ableiten (165) einer zweiten Klassifikation der Speise aus der ersten Klassifikation und bezüglich einer zweiten vorbestimmten Taxonomie (145);

- wobei die zweite Taxonomie (145) gartechnische Eigenschaften der Speise beschreibt; und

Bereitstellen (175) einer Garempfehlung (110) für die Speise.

2. Verfahren (150) nach Anspruch 1 , wobei die zweite Taxonomie auf der Basis einer Ontologie gebildet wird, die allgemeine kochchemische Zusammenhänge modelliert.

3. Verfahren (150) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen der ersten und der zweiten Taxonomie eine vorbestimmte Zuordnung besteht.

4. Verfahren (150) nach Ansprüchen 2 und 3, wobei die Zuordnung durch die Ontologie gebildet wird.

5. Verfahren (150) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Bereitstellen einer Garempfehlung folgende Schritte umfasst:

Bestimmen einer in der Ontologie modellierten Speise, die der zu garenden Speise ähnlich ist;

Einsortieren der Speise in die Ontologie;

Ermitteln eines Prozessparameters für die zu garende Speise; und Bereitstellen der Garempfehlung auf der Basis des Prozessparameters.

6. Verfahren (150) nach Anspruch 5, wobei Daten oder Verbindungen der Repräsentation der zu garenden Speise in der Ontologie mittels Inferenz angereichert werden.

7. Verfahren (150) nach Anspruch 5 oder 6, wobei fehlende Daten der zu garenden Speise in der Ontologie generiert und mit der Repräsentation der zu garenden Speise verbunden werden.

8. Verfahren (150) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Ontologie Reaktionskinetiken von Speisen umfasst.

9. Verfahren (150) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Ontologie Schwellenwerte umfasst, bei denen ein kochchemischer Effekt eintritt.

10. Verfahren (150) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Ontologie Indikatoren für das Erreichen vorbestimmter kochchemischer Effekte umfasst.

11. Verfahren (150) nach Anspruch 2, wobei der kochchemische Zusammenhang als Näherung modelliert ist.

12. Vorrichtung (100) zur Bereitstellung einer Garempfehlung (110) für eine zu garende Speise, wobei die Vorrichtung (100) folgende Elemente umfasst:

- eine Eingabeeinrichtung zur Erfassung einer menschenverständlichen Beschreibung (105) der Speise;

- eine Ausgabeeinrichtung zur Bereitstellung einer Garempfehlung (110);

- einen Speicher mit einer ersten (140) und einer zweiten Taxonomie (145); wobei die erste Taxonomie (140) eine Speise menschenverständlich beschreibt; und die zweite Taxonomie (145) gartechnische Eigenschaften der Speise beschreibt;

- eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, bezüglich der ersten Taxonomie (140) eine erste Klassifikation der Beschreibung (105) zu bestimmen; daraus bezüglich der zweiten Taxonomie (145) eine zweite Klassifikation abzuleiten; und auf der Basis der Klassifikation eine Garempfehlung (110) für die Speise bereitzustellen.

13. Vorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die Verarbeitungseinrichtung ferner dazu eingerichtet ist, eine zweite Taxonomie bezüglich einer Ontologie zu bestimmen; wobei die Ontologie allgemeine kochchemische Zusammenhänge modelliert.