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北京冬奧會智慧餐廳炒菜機器人成“網紅”

22-01-26


  2022年北京冬奧會尚未開幕,不過,冬奧會、冬殘奧會主媒體中心的智慧餐廳已成為“網紅”。這家餐廳沒有廚師,也沒有服務員端菜,中餐和西餐烹飪、雞尾酒調制都由機器人完成。據了解,中外媒體記者掃描餐桌上的二維碼點單后,一道道佳肴會通過餐廳頂部的云軌系統運送到對應的餐桌上方,再隨著下放的纜繩降落,懸停在人們面前,供其取用。

  上海交通大學機械與動力工程學院機器人研究所博導、副研究員閆維新研發中餐烹飪機器人已有15年,研發出60款以上餐飲服務類機器人?!爸悄軝C器人技術可以實現中餐烹飪的標準化,我相信它的應用前景很廣闊?!遍Z維新說。

烹飪機器人被更廣泛應用

  胡辣雞塊、干炒牛河、蒜蓉西蘭花……在冬奧會的智慧餐廳,機器人烹飪的各式菜肴已讓率先抵達的記者贊不絕口。智慧餐廳供應的中餐分為蒸菜、炒菜、煮菜、砂鍋4大類,各司其職的中餐烹飪機器人接受過長期實踐檢驗,烹飪水平不亞于優秀廚師。此外,智慧餐廳還供應牛肉漢堡、炸薯條等西餐。

  除了可透過玻璃看到的烹飪機器人,智慧餐廳還包含后廚物流運輸系統和信息控制系統。在餐廳的中央廚房,有多種針對肉類和蔬菜的食材智能加工設備,它們完成自動或半自動加工后,單臂和雙臂協作機器人會將加工好的食材取出,放入鍋具,開始按照程序自動烹飪。在整個物流、加工和烹飪過程中,由于工作人員很少,智慧餐廳的食品安全系數非常高,也為疫情防控加了一道防火墻。

  據了解,北京冬奧會的智慧餐廳在廣東就有前身。2019年以來,廣東一家企業開了多家“天降美食”機器人餐廳,為顧客供應臘味煲仔飯、清蒸筍殼魚、手撕鹽焗雞等幾十種中餐以及漢堡、薯條、披薩等西式快餐。上菜服務大多通過餐廳頂部的云軌系統,營造出“天降美食”的效果,有湯水的菜肴則通過地面AGV(自動導引小車)送到顧客面前。

  在大眾點評App上,廣東佛山一家“天降美食”機器人餐廳的評分是4.2分,大多數消費者給出了較高的評價。一位美食博主拍攝的視頻顯示,很多顧客站在廚房外,透過玻璃圍觀機器人大廚燒菜,感受高科技烹飪的魅力。

  如今,借助北京冬奧會、冬殘奧會主媒體中心這個國際化傳媒平臺,烹飪機器人有望得到更多的推廣應用。

機器人學會翻鍋和控制火候

  “我研究烹飪機器人挺偶然的,2005年選博士課題時,我看中的課題被別人選了,導師說我胖,就讓我研發中餐烹飪機器人?!遍Z維新笑道。這個因為“胖”開啟的科研歷程,迄今已催生出60款以上餐飲服務類機器人,它們包含鍋具、其他工具、火力、投料4個功能部件,已獲得近30件專利授權。

  中國烹飪文化博大精深,煎、炒、烹、炸、煮……這些工藝都能由機器人完成嗎?閆維新自信地回答:“能!”他表示,中餐烹飪機器人設計的關鍵是鍋具運動和火候控制,尤其鍋具運動這一步驟,是烹飪機器人的核心。通過對廚師灶上動作的深入研究,他與合作者提煉出了鍋具的各種標準化運動,如“晃鍋”可分解為圓周、直線運動的組合。在此基礎上,他們開展了鍋具運動學、動力學仿真分析與優化設計。

  在晃、顛、劃、翻、推、拉、揚、淋等各種鍋具運動中,機器人最難模仿的是“大翻”。這道工藝是為了使食材加熱均勻,廚師操作鍋具做近似拋物線的變速運動,讓食材上拋、翻轉、下落。閆維新研究后認為,“大翻”標準化運動的最優化指標是“物料出鍋瞬時速度矢量差最小”。經過仿真函數分析,他讓鍋具機器人在兩個自由度運動的條件下,在計算機軟件中實現了“大翻”效果——物料既能出鍋飛行并翻轉,落點又不會在鍋外。完成仿真分析后,研究團隊開展了大量驗證實驗,證明鍋具機器人能高效復現廚師的翻鍋動作。

  火候控制方面,閆維新為烹飪機器人開發了雙壓強火力控制系統和火候視覺模塊。前者能精確控制常壓燃燒器的熱負荷,這是實現火力控制數字化和標準化的關鍵;后者基于機器視覺技術,能實時監測食材的色澤飽和度等狀態,并據此調節火力強度和烹飪時間。通過火候模糊隨動控制,雙壓強火力控制系統與火候視覺模塊協同運行,讓菜肴出品穩定性強、色澤和口感保持一致。

機器人有助于傳承中國烹飪文化

  這些中餐烹飪機器人問世以來,已應用于部分餐廳和單位食堂。它們能實現中餐烹飪的標準化,節省人力成本,其“無人化”操作還能降低食品安全風險。

  “機器人也有助于傳承我國烹飪文化?!遍Z維新說,“我們與多位烹飪大師合作過,記錄他們的烹飪配料、灶上動作和火候把控,再把標準化記錄轉化為機器人控制程序,復制、傳承大師的烹飪技藝?!睓C器人“大師”出品的味道如何?閆維新覺得接近烹飪大師的作品。

  讓閆維新欣喜的是,最近有一家外賣企業慕名而來,與他商談合作開發一系列專用烹飪機器人事宜,如炒飯機器人、黃燜雞機器人,以提高出菜效率、減少人力成本。他預計在不久的將來,機器人烹飪的標準化中華美食有望通過外賣,進入千家萬戶。

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