人工智能在包装上的应用

人工智能在包装上的应用

石孝学 姚佩岐 孙玉婷

武汉轻工大学 430048

摘要：本文阐述了在当今时代大环境下的人工智能与包装设计相结合的必要性，同时阐述了人工智能在包装上的应用，具体可以表现：为智能化的包装材料，智能化的包装技术，人工智能在其他包装领域上的应用，人工智能与包装相结合在我们这个疫情尚未结束的时期对我们健康也有着很大的影响，同时人工智能自身也存在着一些局限性，这些局限性是都是我们未来将要应对的问题。

关键词：人工智能，智能化包装，包装设计

当今时代的发展特征要求，产品的包装已经成为一个产品的十分重要的组成部分，它越来越受到消费者以及开发者的重视。利用智能化在产品上的深入利用，为产品的可持续发展以及产业经济的上升提供了理论依据和实践案例。为产品包装的更新换代，结合时代发展，提供积极并可推行智能化使用策略。面对今天产品销量的竞争，传统包装是否能得到一个新的进步与提高，打造好智能化设计理念十分重要。

1.人工智能与包装结合的必要性

人工智能对于曾今的我们来说只停留在一个理论概念,但现在却变为了现实条件。计算机的巨大革新赋予了人工智能更多的功能,例如它的一些常见的功能包括:视觉识别、决策分析、语音识别、智能检索等等,并且它能够轻松有效地进行自我把控。在包装方面，传统品牌包装具有对应的产品安全性跟消费买卖的高效特征，但随着时代的发展以及商品种类的日趋多样化，传统包装在部分商品上已经不能最大程度的满足市场以及支撑消费者的需求，我们需要利用集合化的元件或者智能化的固有特征，然后将智能化特征尽可能的赋予到产品的一些包装上或者产品的使用上，来促进智能化商品以及产业的更新换代，人工智能在包装上的应用也将迅速发展，人工智能在包装上应用具体展现为智能化的包装技术，智能化的包装材料以及在与包装相关领域的拓展，人工智能包装相比之前传统的包装模式有一套出色的功能结构，所谓的人工智能包装其实是指利用良好的技术条件来对产品包装出现的问题进行跟踪亦或是监测。智能化优势实则包括对产品包装进行感知识别、跟踪并且进行精确评估等,在产品包装过程中最重要的考量就是质量。传统的监控手法不是一件容易的事,但人工智能（AI）可以很好的攻破这一难题，方便帮助品牌商实时了解产品包装的质量，以便在需要的时候采取积极切有效的行动。换句话说它的应用实则上是为包装在增加赋能,旨在保证产品的高质量且增强其价值感并且赋予产品包装精美的外观,因为消费者的决策中产品包装占比其决策比重的三分之一,如果包装出现了问题,那么会大大损害公司的价值并且降低消费者的信任度。同时人工智能也能够即使改善工业生产中的视觉难题,例如,一些人工智能可针对包装的文字信息或者是包装缺陷进行精确识别,能巧妙解决大量的包装过程中的视觉难题,高密度的算法节省大量的人力物力。因此智能包装市场的规模将不断的扩大化,智能包装的需求也相继会呈现增长趋势,人工智能的应用也会在包装中扮演重要的角色。

2. 智能化包装在食品包装上的应用

2.1检测食物新鲜程度

在食品包装方面，从包装的角度上来讲消费者对于产品质量的关注程度是非常高的，尤其是鲜类食品的新鲜程度，在现在所流行的锁鲜包装里消费者并不能非常直观的看出食物的新鲜程度，但是在智能化包装技术的帮助下情况就会发生改变，比如在鱼类生鲜的包装中，通过压电喷墨打印开发梯度比色指示剂，就能用于监测在4°C下储存7天的包装鱼片的新鲜度，将涉及三种磺胺苯酞染料的pH敏感指示剂打印在喷墨照相纸上，并作为“智能”标签应用于含有海洋鲈鱼、野生黑线鳕或鲶鱼鱼片的包装顶部，这样我们只需要通过测定油墨的密度、表面张力和动态粘度，通过研究油墨的印刷适性，我们就能直观的了解到产品在储存期间变质程度。这项概念验证研究表明，创新的梯度指示器有望用于渔业和其他易腐产品的智能包装，这种智能化的交互式包装为食品的附加信息提供了科学依据，因为这些代码提供了所有展现食品新鲜程度所必需的数据。这项工作涉及前线食品科学、智能和交互式包装的结合，通过智能化技术检测食品的变质程度，这些技术适用于未来的营养包装生产。通过印刷高质量的双层复合包装，带有纳米封装的鲜鱼pH监测标签与交互式代码图标组合在一个包装设计中，它包含有关烹饪、智能包装和鱼类质量的重要信息。微生物计数和智能指示剂颜色变化这种智能化的包装能够很好的应用在我们日常所需的包装设计当中，除了通过这种检测技术检测食品新鲜程度以外，我们还可以通过新型智能化的材料来对食物进行更高程度的保鲜包装技术，这也是一种智能化包装的体现。

2.2智能化自热包装

智能化包装还体现在当今流行的方便食品包装上，自热技术的发展让以前我们所幻想的随时随地吃上热饭，火锅成为了现实，自加热的食品， 为我们在没有各种加热设备情况下吃上热的食物温得到了保证，同时自加热的食物并不会导致食品的品质出现问题，自发热装置加热的过程并不需要接触食物本身，从而得以保障了食物的品质。 种类型的包装优点在于不需要使用繁杂的工具设备就能获得有足够热量的食物。 自加热的热源主要来源于放热的 化学反应。 而其中应用最为广泛的要数生石灰了，因为生石灰与水 反应产出的热量高且石灰价格便宜， 反应产生的熟石灰也能使环 境接受。相信在以后的发展中会出现更多的方便食物产品来提高我们的生活便捷程度。

2.3在包装材料上的应用

现阶段的智能AI视觉在包装应用上较为广泛,不同的食品特性需要不同的材料加持。纸质的包装通常会比较难以保存,常会出现褶皱,防潮效果较差。塑料材质的包装常常会容易受到破损和漏气,也可能会遇到封不严实的情况。玻璃包装常会有异物夹杂其中,表面容易受到刮痕裂纹等等包装上的问题。上述的情况会因为食品质量问题进而直接影响到食品的销售。那么传统的人工监测速度非常之慢,效率不高,不容易发现缺陷不够明显的有问题的产品,因此效果不佳。然而智能AI视觉针对包装的缺陷搭建了专属的底层卷积神经网络架构进而可以实施微米级别的监测,捕捉细节、分析包装和及时作出相关响应的能力是毋庸置疑的,并且它监测包装的速度能达到毫秒级别,打破了以往的识别束缚,例如对文字的识别度精确化程度大大增强,针对包装上文字部分的残缺、弯曲、遮挡等不同性质的字符识别准确率高达99.99%,识别过程中不会受到包装上其他元素的干扰,并且可以针对不同的场景。

3. 智能化包装对生活环境的影响

在这个特殊时期，健康和安全已成为一项迫切需要。包装作为商品流通中的关键环节，包装需求已从最初的生存产品和促销转向信息跟踪、自动识别、抗菌防疫。这些新要求正是智能包装的突出优势。智能包装除了反馈一般产地、品牌、保质期等信息外，还应清晰反映其流通渠道，可追溯到所有触点，并能自动识别产品的新鲜度。智能检测包装上的细菌数量和净重等多种功能，使消费者能够清楚了解产品和包装的实时动态。获得健康、放心的服务体验。智能包装是包装行业发展的必然产物。在此基础上，后流行时代与智能包装的相关内涵是：后流行时代是智能包装发展的加速器，加快了智能包装新技术、新材料、新工艺的研发和设计。二是应对包装业的历史性转变，促进包装业健康良性发展的有效措施。

3. 智能化包装所面临的问题

现今智能包装在时代发展的过程中也不免遇到一些阻碍，比如，智能包装的显著特点是可以与人互动反馈，但目前的技术主要局限于互联网连接、查询阶段，在信息方面，不可能实现信息交互和及时反馈。特别是对于AR、VR和3D打印等最新技术，交互性存在内容单调、成本高、效果不理想等问题。这损害了包装用户的利益，也没有给消费者带来好的结果。此外，当前的互动体验主要依赖于智能手机，对于不使用智能手机的老人或儿童来说，这是不可能的。

还有，智能包装包括计算机、光学、化学、电力、生物、材料、印刷、包装等多个学科交叉融合的产物。显然，目前的高校培养模式不利于培养具有这种能力的人才。此外，由于基础研究的薄弱，目前智能包装的研究技术还处于信息感知和记录阶段，需要大量的专业技术进行智能交互和反馈。特别是在高性能材料和智能芯片开发领域，相对应的专业人才尤其稀缺，那么我们对于这些问题，应该如何应对？

信息网络技术（Internet+、物联网、海量）数据库、云计算、人工智能等）与传统包装相比，智能包装的显著附加值在于：丰富而新颖的互动性。人们只需要通过智能手机进行2D扫描NFC代码或代码允许您清楚地输入各种产品信息，包括：生产日期、流通方式、保质期、产品质量变化等信息。特别是3D打印技术、VR技术和AR技术的运行随着智能包装互动体验的不断提升。人才是强大产业的基础，产业发展离不开优秀人才的贡献出价。面对智能包装人才的短缺，高校应充分发挥人才的作用，形成主体地位的重要作用。所有提供包装课程的大学应加强合作，提升智能包装专业或定位，组织产业内部专家讨论并制定智能包装人员培训计划。每人在人才培养计划的基础上，引入人工智能、光化学和设计计算机、生物检测等领域的高级人才担任教师，加强师资队伍建设。为培养智能包装人才奠定了基础。同时，一些已经开始生产智能包装的公司也应该选择优秀的公司。员工上大学继续深造，进一步加强理论与实践的结合。鼓励他们成为既懂理论又懂实践的专业人士，智能包装领域的“大工匠”纵观当前国际疫情，国外疫情依然十分严峻。感染病例也有报道，疫情爆发后可能会持续很长时间。智能包装作为流行后时代的典型代表，必将受到人们的欢迎。新的发展时期。特别是能够智能地检测和显示细节含细菌/病毒的智能抗菌包装应成为智能包装的攻击克服的困难和热点。同时，必须清楚地认识到人才少、互动效果差等问题依然存在，要努力降低成本，加强人才队伍建设，实现深度融合，促进互动和其他方向的发展。

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作者简介

姓名：石孝学（2000.12）男 汉族 湖北咸宁 本科 视觉传达设计