Trends in Food Science & Technology| 面向个性化健康福祉的食品推荐研究
2025年1月10日，江南大学人工智能与计算机科学学院的朱金林研究员团队在《Trends in Food Science & Technology》（一区，IF=15.1）发表了题为“Food Recommendation Towards Personalized Wellbeing”的综述性论文。该研究通过综合运用数据分析、机器学习及知识图谱等方法，深入探讨了个性化食品推荐系统（FRS）的架构、算法、数据资源及未来趋势，揭示了个性化饮食推荐在满足用户饮食偏好和维持营养平衡方面的重要作用，为公共健康管理提供了新思路。
营养是维持人类健康和福祉的基础。然而，由于营养过剩或不足导致的失衡问题逐渐威胁全球营养安全，诱发癌症、心血管疾病、糖尿病等慢性疾病。个性化饮食推荐作为一种应对复杂饮食需求的有效方法，通过结合用户的个人差异、健康状况和文化背景提供动态、扩展性强的饮食建议。传统的饮食建议方式多依赖专家知识，难以满足个体化需求，而现代智能推荐系统基于互联网、大数据和人工智能技术实现了更精准的饮食推荐。
该研究系统总结了个性化食品推荐系统（FRS）的关键架构、核心技术、应用现状及未来挑战，主要研究发现如下：
1. FRS的核心架构
个性化FRS包括五大模块：
数据收集模块：整合用户行为、健康信息、食品图像、配方等多模态数据来源。
用户画像模块：利用深度学习技术构建用户偏好与健康需求的全面表示。
食品分析模块：通过自然语言处理与计算机视觉技术对食品文本与图像进行多模态分析，如成分提取、分类、目标检测与营养估算。
推荐算法模块：涵盖基于内容、协同过滤、知识图谱和混合方法四大类推荐算法，分别强调用户偏好建模与数据关联挖掘。
评估模块：通过离线指标（如准确率、召回率）和在线反馈（如点击率和用户满意度）验证推荐效果。
2. 核心推荐算法
研究对四类推荐算法进行了深入分析：
基于内容的方法：利用用户过往偏好食品的特征匹配相似选项，适用于多种食品属性（成分、味道等）的细粒度分析。
协同过滤方法：通过用户间的行为相似性（用户为中心）或食品间的特性相似性（食品为中心）进行推荐，强调交互数据建模的高效性。
基于知识图谱的方法：通过知识嵌入、路径推理和信息传播技术，将复杂的语义关系和结构特征融入推荐，提升推荐结果的可解释性与精准度。
混合方法：结合多种技术实现优劣互补，例如通过层级组合和特征融合增强算法灵活性。
3. 关键技术与应用方向
多模态数据利用：有效整合文本、图像、视频等数据来源，提高系统的推荐多样性与用户覆盖率。
健康与营养目标：系统通过用户健康数据（如血糖水平、营养需求等）生成个性化的饮食建议，满足慢性疾病管理、卡路里控制、营养平衡等目标。
实时用户交互：结合对用户实时数据（如运动、睡眠）的动态分析，构建灵活响应的智能推荐机制。
4. 未来发展趋势与挑战
数据层面：需优化多模态数据融合能力，并加强生物信号与精确营养数据的使用，例如通过便携式传感器实时检测用户生理指标以支持精准推荐。
模型层面：强化推荐算法的可解释性，利用透明的AI模型和因果推断方法增强用户信任。
用户体验层面：通过人机交互与自然语言处理技术，开发问答式个性化推荐，提升系统灵活性和用户接受度。
伦理与隐私保护：强调在用户健康数据处理中的数据安全和隐私保护，探索去中心化的隐私计算与联邦学习技术应用。
结论
研究指出，个性化FRS在帮助用户优化饮食决策方面具有巨大潜力。尽管存在异构数据处理、算法可解释性及用户体验优化等多重挑战，但深度学习和交互式推荐技术的进步，将为未来的个性化食品推荐开辟更广阔的空间。
图文赏析
Figure 1. Overall framework of food recommendation system.
Figure 2. Available data resources from the Internet, electronic sensors and smart wearable devices. They contain multimodal data including pictures, videos, audio, tables and texts.
Figure 3. Common food recommendation algorithms.
Figure 4. Application target of personalized FRS.
朱金林
朱金林，校聘研究员、硕士生导师。2016年于浙江大学获得博士学位。2017年-2020年分别于香港科技大学和新加坡南洋理工大学担任博士后职位。从事人工智能与精准营养领域的研究，以第一作者在IEEE Trans等国际权威期刊发表SCI检索论文20余篇。曾获CAA优秀博士学位论文，浙江省自然科学二等奖等荣誉。
原文链接
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2025.104877
本文转载自“食探未来”微信公众号，原标题“Trends Food Sci Technol|江南大学朱金林研究员：面向个性化健康福祉的食品推荐研究”。转载仅用于学术分享，若有侵权，请后台留言联系修改或删除！
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