{"id":9416,"date":"2020-09-30T07:56:57","date_gmt":"2020-09-30T05:56:57","guid":{"rendered":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/?p=9416"},"modified":"2026-02-06T15:13:51","modified_gmt":"2026-02-06T14:13:51","slug":"wie-braut-man-ein-intelligentes-bier-ki-ai","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/wie-braut-man-ein-intelligentes-bier-ki-ai\/","title":{"rendered":"Wie braut man ein \u00abintelligentes Bier\u00bb?"},"content":{"rendered":"\n

Von Marc Bravin<\/a><\/p>\n\n\n\n

<\/h2>\n\n\n\n

Ob jodeln<\/a>, Hautkrankheiten erkennen<\/a> oder Routen der M\u00fcllabfuhr optimieren:<\/a> Wir vom Algorithmic Business Research Lab<\/a> bringen Maschinen das Lernen bei. Diesmal haben wir eine K\u00fcnstliche Intelligenz (KI) entworfen, die komplett neue Bierrezepte generiert<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Bierrezepte sind anders aufgebaut als Kochrezepte. Sie enthalten viele Bestandteile, welche f\u00fcr Laien unverst\u00e4ndlich sind. Weil auch wir im Forschungsteam keine Ahnung vom Brauen haben, arbeiten wir mit der Rothenburger Mikrobrauerei MN Brew<\/a> zusammen.<\/p>\n\n\n\n

Brauexperte Adrian Minnig half uns die Komponenten zu identifizieren, die unsere KI generieren muss, sodass daraus ein schmackhaftes Bierrezept abgeleitet werden kann. Die Grundzutaten sind immer dieselben: Wasser, Hopfen und Malz. Notwendig sind auch die Mengenangaben und die Kochzeiten der einzelnen Zutaten. Ausserdem werden verschiedene Biersorten unterschieden: \u2013 Lager, India Pale Ale, Weizen, Amber usw.<\/p>\n\n\n\n

Trainingsdaten f\u00fcr die k\u00fcnstliche Braumeisterin<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Zu Beginn des Projekts sammelten wir insgesamt 157’663 Bierrezepte. Wie bei allen Machine Learning Projekten mussten wir zuerst die Daten bereinigen: Rezepte, die nicht \u00fcber eine ausreichende Datenqualit\u00e4t verf\u00fcgten, wurden entfernt; ebenso Rezepte, welche nicht f\u00fcr die Brauerei MN Brew geeignet waren.<\/p>\n\n\n\n

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Marc Bravin (Algorithmic Business Research Lab der Hochschule Luzern), Kevin Kuhn (Jaywalker Digital) und Adrian Minning (MN Brew) degustieren das frisch gebraute KI-Bier \u00abDeeper\u00bb.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wir wussten: Je mehr unterschiedliche Zutaten ein neuronales Netzwerk kombinieren muss, desto schwieriger wird es, ein braubares Rezept zu generieren. Deshalb sortierten wir auch Rezepte mit seltenen Zutaten aus. Zur weiteren Komplexit\u00e4tsreduktion haben wir alle Rezepte entfernt, welche l\u00e4nger als 60 Minuten dauern. Nach der Datenbereinigung blieben 67\u2019345 Rezepte \u00fcbrig, mit der unsere KI namens \u00abBrauer AI\u00bb (\u00abBrauerei\u00bb ausgesprochen) trainiert wurde.<\/p>\n\n\n\n

Architektur der Brau-Intelligenz<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Der \u00abBrauer AI\u00bb stehen 315 Malz- und 1’648 Hopfensorten zur Verf\u00fcgung. Die Bierrezepte in unserem Datensatz enthalten durchschnittlich vier Malz- und drei Hopfensorten. Das Programm musste also lernen, welche Arten von Malz und Hopfen kombinierbar sind. Nur so konnte sie ein Rezept f\u00fcr ein Bier generieren, das braubar ist und gut schmeckt.<\/p>\n\n\n\n

Das neuronale Netzwerk, welches wir f\u00fcr unsere \u00abBrauer AI\u00bb<\/a> trainiert haben, hat seinen Ursprung in der Verarbeitung von Text. Es ist ein sogenanntes Transformer<\/a>-Netzwerk. Solche Netzwerke k\u00f6nnen sich punktgenau an bereits generierte Sequenzen, in unserem Fall Rezept-Zutaten, erinnern.<\/p>\n\n\n\n

Weiter k\u00f6nnen sie leicht auf beliebige Informationen konditioniert werden (zum Beispiel auf eine Liste von Zutaten, welche unbedingt im Rezept vorkommen sollen). F\u00fcr jede Komponente eines Rezepts trainierten wir ein separates Transformer-Modell. Insgesamt besteht unsere \u00abBrauer AI\u00bb aus sieben Transformer-Modellen, welche \u00abEnd-to-End\u00bb trainiert wurden. \u00abEnd-to-End\u00bb-Lernen bezieht sich in der Regel darauf, die L\u00f6sung eines gegebenen Problems direkt aus dem m\u00f6glichst rohen Datensatz zu erhalten. Das Netzwerk lernt selbst, was den Aufwand f\u00fcr den Entwicker oder die Entwicklerin reduziert. Damit wiederkehrende Muster erkannt werden k\u00f6nnen, werden entsprechend viele Daten ben\u00f6tigt. <\/p>\n\n\n\n

Nach wenigen Stunden begann die KI Muster, die sich in den Bierrezepten wiederholten, zu erkennen. Indem das Programm alle Rezepte verinnerlichte, konnte es neue und fast tankfertige Rezepte generieren<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

So entsteht ein KI-generiertes Bierrezept<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Die Generierung eines Rezepts ist hierarchisch aufgebaut (siehe Grafik unten). In jedem Schritt erh\u00e4lt das Netzwerk die bisher generierten Zutaten als Input. Als Grundlage muss der Bierstil bestimmt werden \u2013 India Pale Ale, Weizen, Amber usw. Diesen gibt entweder ein Mensch vor, oder die KI w\u00e4hlt ihn zuf\u00e4llig. Aufgrund des Stils schl\u00e4gt \u00abBrauer AI\u00bb dann eine Menge von Malzsorten und deren Anteil am Sud vor. <\/p>\n\n\n

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So funktioniert die \u00abBrauer AI\u00bb<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Als N\u00e4chstes folgen Vorschl\u00e4ge f\u00fcr passende Hopfensorten und deren Kochzeiten. Um die Hopfenaromen besser zur Geltung zu bringen, kann nach dem eigentlichen Brauprozess nochmals Hopfen hinzugegeben werden. Dies wird als \u00abDry Hopping\u00bb bezeichnet. Daher wird vom Netzwerk nach den Empfehlungen f\u00fcr Malz und Hopfen zus\u00e4tzlich eine Liste von Dry Hops vorgeschlagen. <\/p>\n\n\n\n

\nhttps:\/\/www.instagram.com\/p\/CFb6f0GDDoq\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n

Dann werden, falls n\u00f6tig, weitere geschmackgebende oder den Brauprozess beeinflussende Zutaten vorgeschlagen. Nun haben wir ein komplettes Rezept. Zu guter Letzt gibt unsere \u00abBrauer AI\u00bb dem Bier noch einen Namen.<\/p>\n\n\n\n

Unsere Mikrobrauerei MN Brew erhielt von der \u00abBrauer AI\u00bb ein spannendes Rezept: ein India Pale Ale mit Zitrusnote. Wie das Bier schmeckt und wie man es bekommt, lesen Sie auf \u00abNews & Stories\u00bb<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Jetzt sind Sie gefragt: Was k\u00f6nnte man sonst noch von einer KI erfinden lassen? Schreiben Sie uns Ihren Kommentar. <\/em><\/p>\n\n\n

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Das erste KI-basierte Bier der Schweiz<\/strong> ist das Gemeinschaftswerk des Algorithmic Business Research Lab<\/a> sowie der Zentralschweizer Unternehmen Jaywalker Digital<\/a> und MN Brew<\/a>. Wer \u00fcber Aktuelles informiert bleiben und bald ein \u00abintelligentes Bier\u00bb probieren m\u00f6chte, tr\u00e4gt sich am besten hier f\u00fcr den Newsletter<\/a> ein oder folgt @brauer.ai<\/a> auf Instagram.<\/p>\n

K\u00fcnstliche Intelligenz an der Hochschule Luzern<\/strong><\/p>\n

KI ist ein Schwerpunkt an der Hochschule Luzern: Seit Fr\u00fchling 2020 l\u00e4uft der Bachelor-Studiengang Artificial Intelligence & Machine Learning<\/a>. Zudem unterst\u00fctzt das Algorithmic Business Research Lab<\/a> Unternehmen bei der Entwicklung und Umsetzung KI-basierter Anwendungen.<\/p>\n

Gef\u00e4llt Ihnen unser Informatik-Blog? <\/strong>Hier erhalten Sie Tipps und lesen \u00fcber Trends aus der Welt der Informatik. Wir bieten Einsichten in unser Departement und Portr\u00e4ts von IT-Vordenkerinnen, Vision\u00e4ren und spannenden Menschen: Abonnieren Sie jetzt unseren Blog<\/a>!<\/p>\n\t\t<\/div>\n\t<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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