具有视觉和触觉感应的机器人可以防止大量食物浪费

机器人的智能食品处理可以提高生产力并减少生产链中的浪费。认识具有视觉和触觉感应的机器人，能够处理合规的食品。每年，全世界有 13 亿吨食物在生产过程中被浪费掉。拥有 500 万人口的挪威每年丢弃多达 320,000 吨垃圾。科学家们认为，造成这种情况的主要原因之一是缺乏智能灵活的食品处理和加工技术。

番茄，鱼，或者鸡肉。这个机器人设法抓住不同类型的软结构，而不会破坏任何东西。照片：TYD

当前的食品生产方法基于正在努力处理食品原材料存在的结构和形状变化的系统。简而言之，我们需要更多更好的自动化系统来提高我们食物的利用率。

这正是挪威研究机构 SINTEF 的一个研究团队正在研究的一个名为 iProcess 的项目的一部分。研究科学家与农业和海鲜行业的公司密切合作，开发了新知识和机器人技术，将帮助我们解决生产链中的食物浪费问题。

复杂的手指灵活性

许多食品加工任务涉及处理大小和形状差异很大的软食品和其他原材料。这种变化使得使用机械系统自动化这些过程变得困难。这就是机器人进入舞台的地方——尽管它们的使用并非没有挑战。

为了发挥作用，机器人必须掌握处理和加工肉类、鱼类和海鲜等物品所需的复杂手指灵活性。

“机器人与易碎、柔软和有延展性的食品之间的相互作用给我们带来了当今机器人技术领域最大的挑战之一，尤其是因为材料在处理过程中可以改变它们的形状和结构”，说SINTEF Ocean 的高级研究科学家 Ekrem Misimi。

使用机器人处理食品材料与仅涉及固体、刚性工业物体的自动化流程不同。软食品需要更智能的机器人。现有机器人缺乏执行此类任务的视觉和触觉灵敏度以及智能。迄今为止，我们一直无法开发出能够充分看到和感觉到要操纵的食物物体的机器人技术。但事情正在发生变化。SINTEF 的研究团队开发了一种具有“眼睛”的机器人技术，可以使用 3D 视觉、基于人工智能的“大脑”和可以操纵食物的触觉“手”。

“这些属性使我们能够教授机器人特定于任务的智能，这足以自动执行抓取等操作，”Misimi 说。“作为该项目的一部分开发的机器人技术已经成功地实现了一些非常创新的东西，因为机器人可以熟练地处理柔软而柔韧的食物，例如大小、形状和质地各不相同的鱼、蔬菜和水果”，他说。

小规模生产系统的理想选择

“我们一直在开发全新的概念和方法，这些概念和方法非常适用于在挪威非常普遍的小规模食品生产系统，”Misimi 说。“结果将是更灵活和可持续的食品处理方式，从而提高整个行业的原材料利用率并提高盈利能力，包括小型生产商。此外，机器人还将使我们能够减少对繁重和单调的体力劳动的需求”，他说。

“目前，食品收获和加工中涉及的许多任务都是手动完成的，”Misimi 说。“这些是繁重、高要求和重复性的工作，会给工人带来磨损。如果再加上目前使用的机械和半自动系统，它们完全无法解决软食品原材料中发现的生物变异问题，我们最终会完全没有效率地处理和加工，大量食物将被浪费“， 他说。

Nortura 是一家主要的挪威食品生产商，很高兴确认繁重和重复的手动任务是一项挑战。该公司是 iProcess 项目的合作伙伴。

Nortura 的创新总监 Per Berg 说：“对于那些必须执行它们的人来说，它们是一个问题。” “因此，新技术非常有益，尤其是从健康和安全的角度来看，”他说。

与世界其他地区的业务相比，挪威的肉类生产规模相对较小。即使我们最大的屠宰场也比丹麦的大多数屠宰场小，如果我们排除某些小规模农场的小规模有机生产，那么经营量只有我们在丹麦最大的屠宰场看到的数量的 20%。

这就是为什么伯格坚持认为，能够以敏感方式操纵肉类和其他软质原材料的机器人可以为挪威食品生产部门提供竞争优势。然而，理想情况下，他认为机器人和人类应该一起工作。

“机器人能够抓取和移动食物，但准确的切割需要练习、精度和只有熟练的体力劳动者才能掌握的技术”，伯格说。

目前，Nortura 的生产线上只有很少的机器人。这些主要用于自动放置和锯切。然而，在未来，伯格设想该公司将部署尽可能多的机器人。一旦机器人技术变得更便宜，这就会发生。根据伯格的说法，鉴于最近的大流行，机器人精确且非常卫生(因为它们不会将污染物带入生产设施)这一事实也可能是有益的。机器人化意味着减少肉与细菌的接触，这将促进更长的保质期并降低传播食源性感染的风险。

自动化带来竞争优势

“我们的新知识和技术非常重要，不仅在全球人口不断增长的时代需要不断增加的蛋白质，而且因为它们将使我们能够确保粮食生产安全。在人类操作员无法完成工作的情况下，这是一项对全球社区福祉至关重要的功能，”Misimi 说。

他相信他的团队的研究将有助于应对挪威食品行业当前面临的许多挑战。

“当机器人的'眼睛'、'大脑'和'手'一起工作时，生产力将会提高”，Misimi 说。“丢弃的食物将减少，盈利能力将增加。通过这样做，挪威将继续创造财富”，他说。Misimi 还认为，灵活的机器人自动化系统将为欧洲工业部门带来竞争优势。

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