Інтелектуальна система надання консультацій по формування раціону харчування

Abstract

Важливе місце для кожної людини посідає раціон збалансованого харчування. Проте, теперішній доволі швидкий ритм життя досить обмежує час, який можна було б виділити на формування чи планування свого раціону. В результаті чого все більше і більше людей страждають на захворювання, що майже безпосередньо пов’язані та спричинені шкідливими та нездоровими звичками харчування, серед захворювань найчастіше це: ожиріння, серцеві захворювання, інсульт, рак, цукровий діабет тощо. Людина повинна харчуватися так, щоб їжа була збалансованою та використовувалися лише правильні продукти, які мають бути підібрані з урахуванням даних про фізичне самопочуття, викликання алергічних реакцій на продукти та фізіологічні потреби у речовинах. Але як правильно зробити вибір на користь тих чи інших продуктів? Поміж нинішнім активним способом життя та великої кількості роботи доволі важко самостійно сформувати раціон харчування, закупити необхідні продукти, приготувати корисні страви, а найголовніше правильно розрахувати калорії в їжі, білки, жири та вуглеводи. Безумовно, якщо людина прагне бути здоровою, то вона знайде на це час. Відсутність інформації про поживну складову страви є одним із факторів у потребності отримання належних рекомендацій щодо раціону харчування. Однак більшість веб-ресурсів не приділяють потрібної уваги цій потребі, тим самим змушуючи відвідувачів відмовитися від їх використання. На ринку існують багато систем які пропонують надати рекомендації щодо раціону харчування. Тому було проаналізовано вже існуючі на просторах Інтернету програмні рішення. Серед описаних програмних продуктів багато корисних та функціональних, проте розроблювана система повинна реалізувати та містити всі найкращі практики, так на основі аналізу недоліків існуючих систем було сформовано список критеріїв, відповідно до яких є сенс розробити програмний продукт. З огляду на те, актуальною задачею є створення інтелектуальної інформаційної системи надання консультацій по формуванні раціону харчування. Під час проведення системного аналізу побудовано дерево цілей. Здійснено проектування системи з використанням об’єктно-орієнтованого підходу, результатом якого стала побудова множини діаграм: діаграма прецедентів на якій показано можливі варіанти використання програми, діаграма класів, яка показує структуру проекту у вигляді методів, змінних та модулів, діаграму станів яка показує основні стани системи та перехід між ними, діаграму послідовності на якій видно процеси що відбуваються в конкретний проміжок часу, діаграму компонентів на якій показано взаємозв’язок та управління між інтерфейсами в системі. Створено ієрархію задач для детального відображення ієрархічної структури проекту у деревовидній формі. Для конструювання програмного забезпечення було обрано середовище розробки мессенджер Telegram, як клієнт для розміщення чат-бота, мовою програмування було обрано JavaScript, Node-RED було обрано інструментом для візуального програмування потоком даних, далі вибір впав на програмну платформу із відкритим кодом – Node.js, та базу даних було обрано PostgreSQL [3]. Подана детальна інформація про розроблений програмний продукт – чат-бот, описано основні характеристики, особливості програми та інформацію щодо функціональних обмежень програми. У ході аналізу отриманих результатів було описано та детально показано на прикладі загальний функціонал програмного продукту. Головна ціль реалізації даної інтелектуальної системи полягає у індивідуальному підбору раціону на основі вказаних користувачем персональних даних відносно його потреб чи просто ґрунтуючись на простоті і смакових якостях користувача. Програма сама проводить розрахунок потрібних калорій на основі метрик, а вже потім розбиває прийоми їжі на весь день. Тому за допомогою великого інвентарю даної системи надається можливість автоматично підібрати раціон, досить лише вибрати найбільш підходящу мету та ввести біометричні дані (вага зріст, бажаний результат в плані набору чи схуднення, потреби у речовинах і т.д.). Метою цього продукту є створення чат-бота для користувачів популярної програми для обміну повідомленнями Telegram. Це дуже практично для людей, оскільки для завантаження інших програм не потрібна пам’ять їхнього телефону, і воно завжди буде у них під рукою. Ще одна перевага цього дизайну полягає в тому, що він не вимагає від користувачів зберігати посилання на веб-сайти, і він завжди буде легко отримати доступ. В свою чергу, чат-бот також є практичним варіантом, адже він надає змогу зберігати всю історію, а також і всю інформацію надану двома сторонами: і користувачем, і ботом. Ця можливість дозволяє в будь-який момент зайти в бот та переглянути все, що бот колись пропонував і знайти те що потрібно, а не зберігати і тримати у своїй пам'яті. Об’єкт дослідження - процес автоматизованого формування рекомендацій щодо коригування індивідуального щоденного раціону людини. Предмет дослідження – є програмні засоби для підтримки та супроводу процесу пошуку рецептів страв та отримання рекомендацій щодо збалансування харчування користувачів. Практичне значення одержаних результатів – користувачі отримають можливість користуватися запроектованими програмним продуктом для отримання рекомендацій щодо раціону харчування на основі їх потреб чи уподобань та перегляду детальної інформації (вміст поживних речовин, калорійність тощо) щодо того чи іншого вибраного рецепту із загальної бази рецептів, можливість поставити відповідні оцінки чи добавляти до збережень. Об’єкт дослідження - процес автоматизованого формування рекомендацій щодо коригування індивідуального щоденного раціону людини. Предмет дослідження – є програмні засоби для підтримки та супроводу процесу пошуку рецептів страв та отримання рекомендацій щодо збалансування харчування користувачів. Мета і задачі дослідження – полягає у розробці інтелектуальної системи супроводу яка б надавала рекомендації щодо раціону харчування на основі потреб користувача чи вподобань; надавала б детальну інформацію щодо вмісту поживних речовин, калорійність та інше того чи іншого вибраного рецепту із загальної бази рецептів; надавала б можливість оцінювати та зберігати рецепти. Практичне значення одержаних результатів – користувачі отримають можливість користуватися запроектованими програмним продуктом для отримання рекомендацій щодо раціону харчування на основі їх потреб чи уподобань та перегляду детальної інформації (вміст поживних речовин, калорійність тощо) щодо того чи іншого вибраного рецепту із загальної бази рецептів, можливість поставити відповідні оцінки чи добавляти до збережень.An important place for everyone is a balanced diet. However, the current rather fast pace of life limits the time that could be allocated to the formation or planning of your diet. As a result, more and more people are suffering from diseases that are almost directly related to and caused by bad and unhealthy eating habits, the most common of which are obesity, heart disease, stroke, cancer, diabetes and more. A person should eat a balanced diet and use only the right foods, which should be selected based on data on physical well-being, causing allergic reactions to foods and physiological needs for substances. But how to make the right choice in favor of certain products? Between the current active lifestyle and a lot of work, it is quite difficult to form a diet, buy the necessary foods, prepare healthy meals, and most importantly to correctly calculate the calories in food, protein, fat and carbohydrates. Of course, if a person wants to be healthy, he will find time for it. Lack of information on the nutritional component of food is one of the factors in the need to obtain appropriate dietary recommendations. However, most web resources do not pay enough attention to this need, thus forcing visitors to abandon their use. There are many systems on the market that offer dietary recommendations. Therefore, the existing software solutions on the Internet were analyzed. Among the described software products are many useful and functional, but the developed system must implement and contain all the best practices, so based on the analysis of the shortcomings of existing systems was formed a list of criteria according to which it makes sense to develop a software product. Given the fact that the urgent task is to create an intelligent information system for advising on the formation of the diet. A goal tree was constructed during the system analysis. The system was designed using an object-oriented approach, which resulted in the construction of many diagrams: a precedent diagram showing possible options for using the program, a class diagram showing the project structure in the form of methods, variables and modules, a state diagram showing the main states systems and the transition between them, a sequence diagram showing the processes occurring in a particular period of time, a diagram of the components which shows the relationship and management between interfaces in the system. A hierarchy of tasks has been created to detail the hierarchical structure of the project in tree form. The Telegram messenger development environment was chosen as the client for hosting the chatbot, JavaScript was chosen as the programming language, Node-RED was chosen as a tool for visual programming with data flow, then the choice fell on the open source software platform - Node.js , and the database was chosen PostgreSQL [3]. Detailed information about the developed software product - chatbot is given, the main characteristics, features of the program and information on the functional limitations of the program are described. During the analysis of the obtained results the general functionality of the software product was described and shown in detail on an example. The main purpose of this intelligent system is the individual selection of the diet on the basis of personal data provided by the user regarding his needs or simply based on the simplicity and taste of the user. The program itself calculates the required calories based on metrics, and only then breaks down meals for the whole day. Therefore, with the help of a large inventory of this system it is possible to automatically select the diet, just select the most appropriate target and enter biometric data (weight gain, desired result in terms of set or lose weight, nutrient needs, etc.). The purpose of this product is to create a chatbot for users of the popular Telegram messaging program. This is very practical for people, as downloading other applications does not require their phone memory, and it will always be at hand. Another advantage of this design is that it does not require users to store links to websites, and it will always be easy to access. In turn, the chatbot is also a practical option, because it allows you to save all the history, as well as all the information provided by both parties: the user and the bot. This feature allows you to go to the bot at any time and view everything that the bot once offered and find what you need, rather than save and keep in your memory. The object of research is the process of automated formation of recommendations for adjusting the individual daily diet. The subject of the research is software tools to support and support the process of finding recipes and obtaining recommendations for balancing the diet of users. Practical significance of the obtained results - users will be able to use the designed software product to receive recommendations on diet based on their needs or preferences and view detailed information (nutrient content, calories, etc.) on a selected recipe from the general recipe database, the ability to put appropriate estimates or add to savings. The object of research is the process of automated formation of recommendations for adjusting the individual daily diet. The subject of the research is software tools to support and support the process of finding recipes and obtaining recommendations for balancing the diet of users. The purpose and objectives of the study - is to develop an intelligent support system that would provide recommendations for diet based on user needs or preferences; would provide detailed information on the content of nutrients, calories, etc. of a selected recipe from the general database of recipes; would provide an opportunity to evaluate and store recipes. Practical significance of the obtained results - users will be able to use the designed software product to receive recommendations on diet based on their needs or preferences and view detailed information (nutrient content, calories, etc.) on a selected recipe from the general recipe database, the ability to put appropriate estimates or add to savings.