全自动食品营养分析实验室
中国农业科学院 · 农产品加工研究所

ARTIFICIAL INTELLIGENCE × FOOD SCIENCE

AI × Food Lab

Toward Fully Autonomous Food Analysis

全自动食品营养分析实验室

探索我们的研究

ABOUT THE LAB

多智能体驱动的
AI4Food Science 平台

AI × Food Lab 是多智能体 AI 模型驱动的 AI4Food Science 平台。文献检索、信息整理、产生科研 idea、设计实验、实验执行、结果分析与撰写报告,由不同智能体分工协作、贯通完成,实现全流程无人化食品科学研究。

围绕智能检测、膳食数据、多智能体食品科研与个性化营养,将精准分析与复杂食品系统建模相结合,探索可解释、可验证的科学发现。

认识我们的团队

正在进行的科学研究项目

AI重新发现食品科学

RESEARCH PROGRAMMES

研究平台与前沿构想

研究框架

食品数字大脑

围绕产品创新、配方设计、工艺优化与个性化营养,探索多智能体协同。食品知识图谱连接原料、成分、结构和功能,支持科学推理与实验验证。

任务理解 · 知识推理 · 实验反馈
研究构想

FoodPersona

面向食品产品研发,探索基于消费者画像的虚拟感官评价。结合配方、工艺、风味与质构进行候选方案筛选,再通过真实消费者评价校准与验证。

虚拟筛选辅助研发,真实评价验证结果
研究案例

AI 设计食品包装

结合自动化制备、多性能表征与主动学习,研究可降解食品包装的配方与性能。围绕透明度、力学性能和保鲜需求,形成模型推荐与实验反馈的迭代过程。

配方推荐 · 自动制备 · 性能验证

可信食品 AI 的四项研究原则

01

准确性

以真实样本与复杂混合菜品检验识别和营养估算,关注误差与适用范围。

02

可解释性

通过特征归因、通路分析与反事实推理,将预测转化为可验证的保鲜与包装策略。

03

物理一致性

将传热、传质和反应动力学融入模型,研究加工过程预测与数字孪生。

04

诚实性

披露不确定性,以证据支撑结论,保留可追溯记录并开展专家复核。

研究框架与构想依据实验室学术报告整理;FoodPersona 的虚拟评价不能替代真实感官证据。

RESEARCH OUTPUT

成果展示

Google Scholar

近期代表性论文

图形摘要

01Food Research International在线论文 · 卷期 2026.11

生物农业界面的微针贴片:迈向精准、韧性与可持续发展

Microneedle patches at the bio-agricultural Interface: Toward precision, resilience, and sustainability

梳理微针贴片从植物微创监测到精准递送的路径,连接农业生产与食品质量保障。

Fangzheng Zhou, Xiaochen Huang, Yaqi Teng et al.作者

Fangzheng Zhou, Xiaochen Huang, Yaqi Teng, Ping Yu, Boqiang Li, Haowen Sun, Yixin Gao, Ruikun He, Wei Sun, Bei Fan, Xiaoxue Jia, Long Li, Fengzhong Wang, Peihua Ma

阅读原文
图形摘要

02Food Research International在线论文 · 卷期 2026.11

食品包装自修复材料:设计原则、激活机制及其食品安全意义

Self-healing materials for food packaging: Design principles, activation mechanisms and implications for food safety

以损伤触发的材料修复为切入点,梳理延长包装功能寿命的设计策略。

Mengzi Nie, Runkang Qiu, Huihui Yang et al.作者

Mengzi Nie, Runkang Qiu, Huihui Yang, Xiangyu Liang, Ziqian Li, Long Li, Bei Fan, Li-Tao Tong, Peihua Ma, Fengzhong Wang

阅读原文
原文研究图

03The Innovation Life2026

人工智能与材料融合重塑食品供应链:从分子到市场

The AI-material nexus rewiring the food supply chain: From molecule to market

提出 AI 与材料科学协同的闭环框架,将数字预测连接到保鲜与食品供应链功能。

Peihua Ma, Xiaoxue Jia, Fangzheng Zhou et al.作者

Peihua Ma, Xiaoxue Jia, Fangzheng Zhou, Yapeng Fang, Yunfei Xie, Mazen Alharbi, Dachuan Zhang, Yuan Li, Yamin Bouzembrak, Yizhou Ma, Da Ma, Cheng-I Wei, Yixiang Wang, Bei Fan, Daming Fan, Baoguo Sun, Yang Shan, Fengzhong Wang

阅读原文
原文研究图

04iMeta2026

从预测到可干预机制:用于农场到餐桌采后保鲜的可解释多组学人工智能

From prediction to actionable mechanisms: Explainable multi-omics AI for farm-to-fork postharvest preservation

提出多组学与可解释 AI 框架,让采后预测形成可检验的保鲜干预假设。

Peihua Ma, Xiaoxue Jia, Bei Fan et al.作者

Peihua Ma, Xiaoxue Jia, Bei Fan, Boqiang Li, Tao Lin, Jiping Sheng, Cheng-I Wei, Yingjian Lu, Yizhou Ma, Lin Chen, Songtao Jiu, Fengzhong Wang

阅读原文
研究主题示意

05Critical Reviews in Food Science and Nutrition2026

纤维素纳米晶在活性食品包装中的最新进展与关键认识

Recent advances and critical insights of cellulose nanocrystals in active food packaging

梳理纤维素纳米晶的阻隔增强与活性物质控释作用,连接材料结构与食品保鲜。

Xue Gong, Peihua Ma, Zhang Yue et al.作者

Xue Gong, Peihua Ma, Zhang Yue, Yang Li, Jinyao Wang, Jiaping Zhang, Chao Qiu, Xiangyu Liang, Bei Fan, Feng-Zhong Wang, Li-Tao Tong

阅读原文

中文题名为译文,英文原题保留供核对。亮点依据可获取的论文摘要、正文或作者文稿提炼,配图来源见大图说明。论文清单核对日期:2026.09.08,完整成果仍待与导师主页核对。

OUR PEOPLE

团队介绍

所长 · 团队首席

王凤忠Fengzhong Wang

研究员 · 博士生导师

农业农村部食物与营养发展研究所所长

负责实验室的行政管理与统筹协调。

食物营养与功能性食品创新团队首席科学家,长期从事农产品品质评价、加工与营养健康、未来食品与精准营养研究。

马培华研究员DIRECTOR, PI

实验室主任 · PI

马培华Peihua Ma

研究员 · 博士生导师

中国农业科学院农产品加工研究所

负责 AI × Food Lab 的科研工作与日常运营,组织研究项目和实验实施。

主要从事食品信息学研究,利用深度学习等人工智能方法探索食品与营养科学问题,研究内容涵盖精准食物营养成分估算、智慧食品安全检测、智能食品包装材料与营养问答系统。

研究经历与合作涉及中国农业大学、美国农业部农业研究局(USDA-ARS)和马里兰大学,关注智能保鲜、食品营养估算与可降解包装等方向。

OUR APPROACH

平等协作,共同成长

以平等尊重、公开透明和共同目标开展合作,让 AI 工具承担重复工作、促进知识流动。支持成员主动探索、跨学科协作,将更多精力投入科学问题与创造性研究。

INSIDE THE LAB

设备与实验空间

实验室 3D 空间布局
实验室三维布局预览
实验室 3D 布局

拖动旋转 · 滚轮或双指缩放

01 — SPACE

从空间布局,
走向协同实验。

面向食品营养分析的实验空间设计,连接样品处理、仪器分析与数据计算。

实验分析数据与计算流程协同

交互式空间模型 · 下方展示多智能体驱动的全流程科研平台

AI4FOOD SCIENCE

多智能体 AI 模型驱动的全流程无人化科研平台

整个实验室由多智能体 AI 模型协同驱动。从文献检索、信息整理、产生科研 idea,到设计实验、实验执行、结果分析与撰写报告,各智能体分工协作,共享知识、调度设备并持续反馈,贯通食品科学研究全流程。

  1. 01

    文献检索

    检索相关文献,追踪研究进展。

  2. 02

    信息整理

    提取证据,整理领域知识。

  3. 03

    设计实验

    制定实验方案与执行步骤。

  4. 04

    实验执行

    调度设备,自动完成实验。

  5. 05

    结果分析

    分析数据,检验科学假设。

  6. 06

    撰写报告

    汇总方法与结果,生成科研报告。

分析结果与科研报告回流知识体系,驱动下一轮假设生成与实验设计。

贯通数字科研与实体实验

FoodClaw 与 Lab / AI Agents 连接全实验室硬件。样品处理、机器人转运、分析检测、种植环境与边缘计算均由多智能体体系统一调度,为无人化实验执行提供支撑。

  • 样品与液体处理

    自动取样 · 制样 · 移液 · 高通量筛选

  • 分析检测与感知

    LC–MS/MS · UPLC · 高分辨质谱 · 光谱成像

  • 种植与环境系统

    智慧垂直农场 · 种植环境控制

  • 数据与边缘计算

    仪器接口 · 实验数据 · 计算与运行日志

NEWS & HIGHLIGHTS

新闻与荣誉

CONNECT WITH US

连接想法,
共同探索食物的未来。

学术联系mapeihua@caas.cn
所在单位中国农业科学院农产品加工研究所

北京市海淀区圆明园西路 2 号 · 100193