近日，华南理工大学现代食品工程研究中心孙大文院士团队以“Mechanism-Driven Artificial Intelligence for Food Cold-Chain Control and Governance”为题，在《Trends in Food Science & Technology（IF2024：15.4，JCR一区，中科院一区）期刊发表了综述论文（DOI：10.1016/j.tifs.2026.105824）。该文聚焦人工智能在食品冷链控制与治理中的应用，提出“机制驱动人工智能”框架，为食品冷链从经验管理、被动监测走向实时控制、质量安全保障与可持续治理提供了新的系统性思路。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者，华南理工大学博士研究生熊思国为论文第一作者。
食品冷链并不只是“把温度降下来”。在真实供应链中，果蔬、肉类、水产品、乳制品等易腐食品会持续受到温度波动、包装微环境、运输扰动、设备运行状态和时间累积效应的影响。传统冷链管理多依赖环境温度记录和固定报警阈值，但这些数据往往难以直接反映食品本身的品质变化、剩余货架期和潜在安全风险。因此，冷链数字化的核心问题并不是“有没有数据”，而是数据能否转化为可靠的产品状态判断和可执行的管理行动。该综述指出，食品冷链中的AI不能停留在单纯的模型预测或算法比较，而应将食品劣变动力学、传热传质规律、微生物风险、设备状态和供应链决策约束嵌入模型构建与决策流程。所谓“机制驱动AI”，并不是简单地把温度、湿度等变量输入模型，而是让食品科学机制参与状态估计、特征构建、模型约束、风险解释、阈值设定和干预执行，使AI从“预测工具”进一步转变为“治理工具”。
围绕这一思想，文章系统总结了机制驱动AI在食品冷链中的关键应用。在剩余货架期和质量风险预测方面，AI可整合时间–温度历史、产品品质状态和劣变规律，支持动态货架期更新、先到期先出管理、库存周转、销售优先级调整和风险预警。在冷藏、预冷、冻结与解冻过程优化中，机制驱动AI不再只关注设备温度或能耗，而是围绕产品内部温度、品质损失、组织结构变化和安全边界等真实状态制定温控策略。在冷链物流实时调整中，系统可根据产品剩余质量预算和风险水平，应对运输延误、装卸开门、路线变化和设备波动，动态选择路径重排、批次优先配送、仓储调拨、临期处理或人工复核等行动。同时，近产品传感、异常检测、预测性维护、监督控制和可追溯记录共同构成从感知到执行的闭环系统，使冷链管理从事后追踪转向实时诊断、主动干预和责任追溯。
该综述进一步强调，食品冷链AI的评价标准不应只看预测精度。模型是否“准确”固然重要，但更关键的是其能否在真实场景中减少品质损失、延长可销售时间、降低食品安全风险、减少能耗和碳排放，并形成可验证的干预效果。面向未来，文章提出了协同数字孪生、联邦学习和绿色AI三个重要方向：协同数字孪生可用于跨环节模拟、验证和追溯冷链干预效果；联邦学习可在数据分散和隐私受限条件下支持跨企业、跨场景协同建模；绿色AI则强调在模型性能、计算成本、边缘部署和碳足迹之间取得平衡，避免智能化本身带来新的资源负担。
总体来看，该综述的核心贡献在于，将食品冷链AI从“算法应用”提升为“机制驱动的控制与治理框架”。它提醒我们，未来冷链智能化不只是安装更多传感器、建立更复杂模型，而是要围绕食品真实状态，构建“近产品感知—机制解释—风险预测—约束决策—可追溯执行”的完整体系。换言之，食品冷链AI的未来，不只是更准确地预测温度或货架期，而是基于食品科学机制实现质量、安全、能耗和碳排放的协同治理。
图1. 用于食品冷链控制与治理的机制驱动型人工智能概念框架
图2. 用于实时食品冷链控制的机制驱动型人工智能感知-执行运行闭环
图3. 食品冷链系统中人工智能驱动的异常检测与预警
图4. 将食品冷链运营与可持续发展目标联系起来的机制驱动型人工智能路径
图5. 机制驱动人工智能在食品冷链中的关键挑战与挑战导向型未来发展趋势
作者信息：
孙大文（Da-Wen Sun），男，广东省潮州人，欧洲历史上唯一的华侨华人 “六院院士” ，中国致公党第十四/十五届中央委员，中国侨联特聘专家，国务院侨务办公室专家咨询委员会委员，全国政协特邀海外列席代表和海外列席组召集人（2012）。欧洲人文和自然科学院（Academia Europaea）院士，爱尔兰皇家科学院（Royal Irish Academy）院士，波兰科学院（Polska Akademia Nauk）外籍院士，国际食品科学院（IAFoST）院士，国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）院士，国际制冷科学院院士。施普林格国际著名期刊《食品与生物加工技术》（Food and Bioprocess Technology）创刊者和主编（2008年创刊时即被SCI收录，第二年进入SCI一区， 现影响因子=5.3）、泰勒弗朗西斯集团《现代食品工程》 (Contemporary Food Engineering) 系列丛书创始主编、国际农业工程委员会（CIGR）主席（2013-2014）和荣誉主席、国际农业与生物系统工程科学院（iAABE）创院院长。现任华南理工大学教授，博导，现代食品工程研究中心主任；广东省农产品智能冷链物流装备工程实验室主任、广东省冷链食品智能感知与过程控制工程技术研究中心主任、广东省现代食品工程国际科技合作基地主任、广州市农产品智能感知与品质控制重点实验室主任、广东省食品智能质控与过程技术装备国际暨港澳台合作创新平台主任、广东省现代农业（农产品无损检测及精深加工）产业技术研发中心主任、广东省农产品品质智能感知与精准控制现代农业科技创新中心主任、广东省农产品保鲜物流共性关键技术研发创新团队首席科学家、爱尔兰国立都柏林大学（UCD）食品和生物系统工程终身教授。
荣获国际农业与生物系统工程委员会（CIGR）杰出奖，英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”，凤凰卫视“影响世界华人大奖”，国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”，国际工程与食品协会终身成就奖，“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖。
多次以海外华侨华人杰出代表身份受邀参加国家重大庆典活动，包括中国人民抗日战争胜利70周年、建国70周年、抗战胜利80周年等重大阅兵观礼；并自国庆63周年（2012年）起至今，经常受邀出席于人民大会堂举行的国务院国庆招待会（最高规格国庆活动，俗称“国宴”）。
在世界著名杂志和国际会议上共发表了1300多篇论文，其中，以通讯作者发表并被SCI收录的期刊论文约900篇，出版专著17部，Web of Science统计的学术h指数为139，SCOPUS统计的学术h指数为154，Google Scholar 统计的学术h指数为177。特别是在高光谱成像、计算机视觉、真空冷却、超声波辅助冷冻和CFD模拟等方面的论文已经成为其他研究者的经典参考文献。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。2015年至2024年连续十年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号，并位居美国斯坦福大学“全球前2％科学家”排名中国食品科学与工程入选的三百多位学者名单的第一位。
2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2025年12月）在Web of Science网站上可以检索到的文章中，共有456篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文，其中高被引论文33篇，JCR一区论文401篇，影响因子大于6的333篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为2.6%和34.7%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，为华南理工大学唯一入选的两篇论文。为华南理工大学食品科学与工程 “双一流”以及食品学科专业的全球领先排名做出了主要贡献。
主持国家“十二五”科技支撑计划项目，国家“十三五”重点研发专项，国家国际科技合作专项，国家自然科学基金，东西部合作重大项目，广东省科技厅，农业农村厅，教育厅等科技计划项目，广州市科技计划项目，企业合作项目等四十多项。授权中国发明专利106件（其中第一发明人专利72件），美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2024年共为华南理工大学培养科睿唯安全球“高被引科学家”11人次。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖（排名第二），2016年度教育部科技进步奖二等奖（排名第一），2016年度广东省科学技术奖三等奖（排名第一）, 2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖（排名第二），2018年度广东省科技进步奖一等奖（排名第一），2020年度安徽省科技进步奖二等奖（排名第三）。
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