面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的制作方法

本发明属于物理分析与仿真实现技术的交叉领域。将容器内形的弯曲程度（曲线弧度）与烹饪物品相似，对用户的每一个需求指标都以此建立不同的模型等，与用户输入的个人口味、偏好、身体情况等指标相结合，并且考虑资源节约（包括燃料、食材）取得满足输入的最优结果的容器作为输出。

背景技术：

当今大数据人工智能已经广泛进入人们的生活，随着计算机技术的发展智能设备不仅给人们的生活带来便捷，而且让我们的工作生活更加的高效。现在人们对于烹饪这件事都觉得操作过程复杂，对于做法以及过程中温度、时间的控制都有较高的解决方案的需求，并且手机、电脑等通信设备的快速发展，使得我们希望用这些设备更好的应用到烹饪技术中去。

对于不同的食材和不同的烹饪方法，在此过程中所需要的容器也是不同的，为了满足尽快做到适合用户口味和需求的佳肴，满足色香味俱全，一定程度上满足省油需要，并且好要在过程中考虑到加热和散热的影响，最大程度上将热量利用率提高，需要有合理的食材分析方案以及烹饪过程中的精确合理的模型，再结合用户的输入数据得到一个满意的容器输出。

技术实现要素：

技术问题：本发明公开了一个面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统，主要提供了一种根据不同用户对食物的品味以及自己个人状况的需求，利用对烹饪物品的分析以及建立的各种模型，在多个外围曲线中选择出最优的容器曲线并输出。在此过程中还能实时进行个性化的方式提醒用户，为使用者提供了很大的便捷。

技术方案：为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的解决方法。一方面通过手机app可以上传该烹饪物品的照片，根据烹饪物品的体积、形状等，大致确定容器的形状以及体积，将容器内形的弯曲程度（曲线弧度）与烹饪物品相似，对用户的每一个需求指标都以此建立各种模型等，与用户输入的个人需要、偏好、身体情况等指标相结合，并且考虑资源节约（包括燃料、食材）取得满足输入的最优结果的容器作为输出。另一方面提供物理贴片，内含有计时器、温度传感器等，用户可以通过手机app对该烹饪物品进行时间范围的设置以及输入自己的个人需求，并且监控温度及烹饪物品性质和温度的变化，可得到该食物在烧制过程中性质（营养、成熟度、水分、有毒物质等）随时间变化的曲线，再通过app反馈给用户。

体系结构

1、根据烹饪物品的体积、形状等，大致确定容器的形状以及体积，根据烹饪物品的体积、形状等，大致确定容器的形状以及体积，将容器内形的弯曲程度（曲线弧度）与烹饪物品相似，对用户的每一个需求指标都以此建立不同的最优模型等，与用户输入的个人需要、偏好、身体情况等指标相结合，并且考虑资源节约（包括燃料、食材）取得满足输入的最优结果的容器f作为输出

（其中，figure为食材外形曲线函数，用户使用系统提供的app上传食材的照片并且输入食材种类、质量信息系统自动模拟生成食材外形曲线函数，κ为参数，为针对用户的不同需求所建立的最优模型）。

2、由于每一次烹饪都需要考虑过程中食物的健康，防止在烹饪过程中有害物质的生成，因此需要建立健康模型health：

。

3、用户a的需求ra表述为口味好且外焦里嫩，进行语义分析重点是口味和外焦里嫩，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择口味的主要偏重、外焦度和里嫩度等从而进行接下来的步骤。

由分析树图及下述算法可得用户a的需求ra与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、是否匀质传导（例如鱼头和鱼身就需要不同的温度或是非匀质传导）、受热方向是否变化、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中hard为硬度，temperature为温度，water为水分，为外焦里嫩情况下这些值达到的范围）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，f(t)为火的温度随时间的变化，g(θ)表示受热方向的变化）

（假设容器内表面相对光滑，其中、、分别为容器底部与食物的接触面积、食物与空气的接触面积、容器壁壁与空气的接触面积，ω，γ，η，λ分别为各个散热所占的比重参数，表示当食物离容器口有距离时，容器壁壁与空气的接触面积，k表示容器壁与食物的距离参数，该参数可通过数值统计得到，与其离得越远，散热就不会再衰减了）

（其中area为接触面积，thermal_conductivity为该容器的热导率，△tem为两表面之间的温度差，thickness为容器壁的厚度）。

4、用户b的需求rb表述为用油少且美味，进行语义分析重点是用油和美味，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择口味的主要偏重、用油量等从而进行接下来的步骤。

由分析树图及下述算法可得用户b的需求rb与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、火的加热温度、火的温度是否变化有关，算法如下：

（其中hard为硬度，water为水分，为美味的情况下这些值达到的范围，为考虑用油量的算法）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，thickness表示容器厚度，temperature(t)表示加热温度随时间变化的函数，与用油量有直接关系）

5、用户c的需求rc表述为营养成分最高，进行语义分析重点是营养，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择蛋白质、油脂及维生素等所占的比重从而进行接下来的步骤。

由分析树图及下述算法可得用户c的需求rc与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、是否匀质传导、火的加热温度、火的温度是否变化有关，算法如下：

（其中vitamin是维生素，protein是蛋白质，fat是油脂，为营养成分最高的情况下这些值所属于的范围，是考虑维生素的算法）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，f(t)为火的温度随时间的变化，算法与步骤1中的相同）

6、用户d的需求rd表述为七分熟且用油少，进行语义分析重点是熟度和用油量，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择几分熟以及对用油量的要求从而进行接下来的步骤。

由分析树图及下述算法可得用户d的需求rd与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、是否匀质传导、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中surface_tem为食物的表面温度，middle_tem为食物的中间温度，inside_tem为食物的内部温度，为达到用户该成熟度的情况下，前面所述这些指标的值的范围，是考虑成熟度的算法,是考虑用油量的算法）

（其中type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，γ表示不同放置方式系数，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，f(t)为火的温度随时间的变化，g(θ)表示受热方向的变化，表示不同位置的容器厚度，表示不同位置的传导率）。

7、用户e的需求re表述为用时少且香味足，进行语义分析重点是时间和香味，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择时间范围和香味要求从而进行接下来的步骤。

由分析树图及下述算法可得用户e的需求re与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中fragrance为香度，为前面值的范围，可根据用户输入的要求结合国际标准指标确定，是考虑用时的算法）

（其中其中type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，γ表示不同放置方式系数，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，算法与步骤1中的相同为表示不同位置的容器厚度，f(t)为火的温度随时间的变化）。

8、设集合human={human1，human2，human3......}代表不同的人群，集合need={need1,need2,need3.......}代表不同的人群对烹饪物品结果的需求或是对该容器的要求，且human→need，集合interest={interest1，interest2，interest3......}代表用户输入的自身对烹饪食品的口感，温度，营养含量的需求或者自身健康状态等信息，且human→interest。可根据提供的模型来拟合用户的需求，例如need1={ra,rd}，可以将两个模型综合考虑。当用户提供出自己的需求并输入时，根据步骤1、2、3、4、5、6所建立的模型，通过算法计算可以得到最优的满足用户需求的容器推荐给用户使用。

9、该容器内侧已安装物理贴片（贴于锅具内壁，可以离线也可以在线工作），温度感应装置以及计时器等，并且能够与手机、电脑等设备连接。本产品可以实时监测食材成熟度、色泽、香味、营养等指标，并通过用户app向用户反馈这些指标的对比变化图（例如，有害物质生成曲线、香度变化曲线、水分流失情况、成熟情况，火源条件情况等（这些性质判断的前提即标准数据都需要从网上或专家研究结果中导入）），用户可以通过app提供的接口调节火源方向以及火温大小，调节锅具温度分布以防止食材受热不均，而影响口感。该贴片可以根据使用者设置的口感温度向用户提供类似时钟提醒（用户可以设置，例如，app消息提醒，app通过计算向用户展示食材成熟度、口感达到用户需求时的形态、颜色等）从而大大简化用户加工食材的难度并且节省时间。

10、可以通过用户输入的个人情况信息，如：最近处于健身状态，为其推荐相关食材的做法、用量、加热时间等信息，并且能实时计算向客户端反馈营养量，有害物质生成量给用户直观的感受营养情况方便使用者控制营养量确保健康的饮食，实现智能化、健康化、多元化的目标，算法如下：

（其中state表示状态，nutrition表示营养物质，time表示烹饪时间，harm表示有害物质的量，λ表示一个变量参数）。

有益效果

（1）根据对用户的个人口味、省油量、营养、成熟度、食物色香味等因素参数的要求，可通过模型计算并推荐最适合的容器使其烹饪过程变得更加智能简洁，并达到节省以及符合该用户口味的目标。

（2）用户通过手机、电脑等设备可以实时监控食物状态，展示部分包括节能、节材、节时、口感、色泽对比、香味对比、营养对比等，并且可以调节火的大小以及支架角度等，改变烹饪方式。

（3）满足用户的个人口味、兴趣及需求，并且可以通过用户输入的个人情况信息，如：最近处于健身状态，为其推荐相关食材的做法、用量、加热时间等信息，并且能实时计算向客户端反馈营养量，有害物质生成量给用户直观的感受营养情况方便使用者控制营养量确保健康的饮食，实现智能化、健康化、多元化的目标。

附图说明

图1是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实现流程图。

图2是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的装置效果图。

图3是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的分析树图（一）。

图4是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的分析树图（二）。

图5是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的分析树图（三）。

图6是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的分析树图（四）。

图7是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的分析树图（五）。

图8是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的有害物质生成曲线。

图9是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的成熟情况曲线。

图10是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的香度变化曲线。

图11是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的火源调节曲线。

图12是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的水分流失情况曲线。

图13是面向加工定义健康的环保交互炊具定制系统的实时监测的食物色泽对比图。

具体实施方式

为了阐述本发明的目的、技术方案和优点，以下结合具体实例和附图，对本发明做进一步详细说明（总流程如图一所示）：

1、对应于图一步骤中的001、002，根据烹饪物品的体积、形状等，大致确定容器的形状以及体积，根据烹饪物品的体积、形状等，大致确定容器的形状以及体积，将容器内形的弯曲程度（曲线弧度）与烹饪物品相似，对用户的每一个需求指标都以此建立不同的最优模型等，与用户输入的个人需要、偏好、身体情况等指标相结合，并且考虑资源节约（包括燃料、食材）取得满足输入的最优结果的容器f作为输出

（其中，figure为食材外形曲线函数，用户使用系统提供的app上传食材的照片并且输入食材种类、质量信息系统自动模拟生成食材外形曲线函数，κ为参数，为针对用户的不同需求所建立的最优模型）

2、对应于图一步骤的003，由于每一次烹饪都需要考虑过程中食物的健康，防止在烹饪过程中有害物质的生成，因此需要建立健康模型health：

.

3、对应于图一步骤的004，用户a的需求ra表述为口味好且外焦里嫩，进行语义分析重点是口味和外焦里嫩，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择口味的主要偏重、外焦度和里嫩度等从而进行接下来的步骤。

由分析树图（如图三）及下述算法可得用户a的需求ra与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、是否匀质传导（例如鱼头和鱼身就需要不同的温度或是非匀质传导）、受热方向是否变化、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中hard为硬度，temperature为温度，water为水分，为外焦里嫩情况下这些值达到的范围）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，f(t)为火的温度随时间的变化，g(θ)表示受热方向的变化）

（假设容器内表面相对光滑，其中、、分别为容器底部与食物的接触面积、食物与空气的接触面积、容器壁壁与空气的接触面积，ω，γ，η，λ分别为各个散热所占的比重参数，表示当食物离容器口有距离时，容器壁壁与空气的接触面积，k表示容器壁与食物的距离参数，该参数可通过数值统计得到，与其离得越远，散热就不会再衰减了）

（其中area为接触面积，thermal_conductivity为该容器的热导率，△tem为两表面之间的温度差，thickness为容器壁的厚度）.

4、对应于图一步骤的005，用户b的需求rb表述为用油少且美味，进行语义分析重点是用油和美味，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择口味的主要偏重、用油量等从而进行接下来的步骤。

由分析树图（如图四）及下述算法可得用户b的需求rb与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、火的加热温度、火的温度是否变化有关，算法如下：

（其中hard为硬度，water为水分，为美味的情况下这些值达到的范围，为考虑用油量的算法）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，thickness表示容器厚度，temperature(t)表示加热温度随时间变化的函数，与用油量有直接关系）。

5、对应于图一步骤的006，用户c的需求rc表述为营养成分最高，进行语义分析重点是营养，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择蛋白质、油脂及维生素等所占的比重从而进行接下来的步骤。

由分析树图（如图五）及下述算法可得用户c的需求rc与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、是否匀质传导、火的加热温度、火的温度是否变化有关，算法如下：

（其中vitamin是维生素，protein是蛋白质，fat是油脂，为营养成分最高的情况下这些值所属于的范围，是考虑维生素的算法）

（其中g为重力影响因子，在靠下的部分会相对紧致并且因为重力的影响，水分以及调味品等可能会在进行渗透，m为该食材的质量，type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，f(t)为火的温度随时间的变化，算法与步骤1中的相同）。

6、对应于图一步骤的007，用户d的需求rd表述为七分熟且用油少，进行语义分析重点是熟度和用油量，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择几分熟以及对用油量的要求从而进行接下来的步骤。

由分析树图（如图六）及下述算法可得用户d的需求rd与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、是否匀质传导、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中surface_tem为食物的表面温度，middle_tem为食物的中间温度，inside_tem为食物的内部温度，为达到用户该成熟度的情况下，前面所述这些指标的值的范围，是考虑成熟度的算法,是考虑用油量的算法）

（其中type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，γ表示不同放置方式系数，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，f(t)为火的温度随时间的变化，g(θ)表示受热方向的变化，表示不同位置的容器厚度，表示不同位置的传导率）。

7、对应于图一步骤的008、009，用户e的需求re表述为用时少且香味足，进行语义分析重点是时间和香味，由于每个人对每个参数的定义不同，可以通过用户自己选择时间范围和香味要求从而进行接下来的步骤。

由分析树图（如图七）及下述算法可得用户e的需求re与食物放置方式（不同的放置方式对接近火源以及远离火源的那一部分食物影响是不同的）、容器的厚度、火的加热温度、火的温度是否变化以及在加热过程中食物的形变的影响有关，算法如下：

（其中fragrance为香度，为前面值的范围，可根据用户输入的要求结合国际标准指标确定，是考虑用时的算法）

（其中其中type表示加热时该食材是膨胀、收缩、聚集还是分散，γ表示不同放置方式系数，在加热过程中对应不同的形态变化有不同的体积变化v(t)，h(s)为单位时间内的利用的热量，算法与步骤1中的相同为表示不同位置的容器厚度，f(t)为火的温度随时间的变化）。

8、对应于图一步骤的010，设集合human={human1，human2，human3......}代表不同的人群，集合need={need1,need2,need3.......}代表不同的人群对烹饪物品结果的需求或是对该容器的要求，且human→need，集合interest={interest1，interest2，interest3......}代表用户输入的自身对烹饪食品的口感，温度，营养含量的需求或者自身健康状态等信息，且human→interest。可根据提供的模型来拟合用户的需求，例如need1={ra,rd}，可以将两个模型综合考虑。当用户提供出自己的需求并输入时，根据步骤1、2、3、4、5、6所建立的模型，通过算法计算可以得到最优的满足用户需求的容器推荐给用户使用。

9、对应于图一步骤的011，该容器内侧已安装物理贴片（贴于锅具内壁，可以离线也可以在线工作），温度感应装置以及计时器等，并且能够与手机、电脑等设备连接。本产品可以实时监测食材成熟度、色泽、香味、营养等指标，并通过用户app向用户反馈这些指标的对比变化图（例如（如图八、图九、图十、图十一、图十二、图十三），有害物质生成曲线、香度变化曲线、水分流失情况、成熟情况，火源条件情况等（这些性质判断的前提即标准数据都需要从网上或专家研究结果中导入）），用户可以通过app提供的接口调节火源方向以及火温大小，调节锅具温度分布以防止食材受热不均，而影响口感。该贴片可以根据使用者设置的口感温度向用户提供类似时钟提醒（用户可以设置，例如，app消息提醒，app通过计算向用户展示食材成熟度、口感达到用户需求时的形态、颜色等）从而大大简化用户加工食材的难度并且节省时间。

10、对应于图一步骤的011，可以通过用户输入的个人情况信息，如：最近处于健身状态，为其推荐相关食材的做法、用量、加热时间等信息，并且能实时计算向客户端反馈营养量，有害物质生成量给用户直观的感受营养情况方便使用者控制营养量确保健康的饮食，实现智能化、健康化、多元化的目标，算法如下：

（其中state表示状态，nutrition表示营养物质，time表示烹饪时间，harm表示有害物质的量，λ表示一个变量参数）。