211service.com
Robotar börjar förstå livsmedelsförädling
Det är mindre slående än Deep Blues seger över schackmästaren Garry Kasparov, men Richard van der Linde säger att hans robothands behärskning av att plocka upp kål är något av en milstolpe för maskiner. Med hjälp av fem kameror, plus sensorer i handleden för att övervaka motståndet den möter, kan den trefingrade griparen försiktigt plocka upp en kål, omorientera den och placera den i en maskin som tar bort kärnan. Inom industrin är det bara människor som kan göra det för tillfället, säger van der Linde.
Hans företag Lacquey, baserat i Delft, Nederländerna, arbetar med FTNON , en tillverkare av utrustning för livsmedelsförädling, för att göra tekniken redo att börja arbeta inuti de gigantiska kylarna där människor idag bearbetar kål, sallad och andra produkter för förpackning. Lacquey testar också versioner för andra typer av jobb, som förpackning av tomater, paprika och mango.
Företagets framsteg är ett exempel på hur framsteg inom robotmanipulationsteknik öppnar nya jobb för robotar inom livsmedelsindustrin. Solida, hårda, identiska föremål som bildelar är lätta för robotar att flytta runt. Men känsliga, flexibla, naturligt varierande föremål som kött, frukt och grönsaker kräver mycket mer sofistikerad avkänning och manipulation.
Intresset drivs delvis av möjligheten att sänka arbetskostnaderna, precis som i andra branscher. Men livsmedelsföretag ser också robotteknik som ett sätt att öka säkerheten, säger Gary McMurray , som leder divisionen för livsmedelsförädling vid Georgia Tech Research Institute. Var man än har folk där inne som hanterar mat gör de misstag då och då, säger han. Incidenter där kött eller grönsaker blir förorenade med t.ex. E coli eller Listeria är dyra för en matberedare. En studie från 2015 fann att köttåterkallelser i genomsnitt torkade 109 miljoner dollar från ett offentligt livsmedelsföretags värde inom fem dagar efter tillkännagivandet. Även om siffror inte finns tillgängliga för det specifika antalet fall som härrör från kontaminering vid en livsmedelsfabrik, uppskattar Centers for Disease Control att 128 000 amerikaner är inlagda på sjukhus med livsmedelsburna sjukdomar av alla orsaker varje år, och av dessa dör 3 000.
McMurrays forskargrupp utvecklar för närvarande två system för fjäderfäindustrin. Man kan ta tag i en kycklingkadaver som rör sig längs en produktionslinje och skära av axelsenorna som förberedelse för borttagning av bröst och vingar. Det systemet kan redan matcha den genomsnittliga avkastningen för en mänsklig arbetare. I ett andra projekt programmeras en billig tvåarmad robot som heter Baxter, producerad av Rethink Robotics och designad för att arbeta säkert tillsammans med människor, för att placera fjäderfäkroppar på de konformade hållarna som bär dem genom en bearbetningsanläggning.
Båda systemen är beroende av visuell och fysisk feedback. Till exempel använder skärroboten ett 3D-visionssystem för att uppskatta platsen för en kycklings leder och senor. Den använder sedan sensorer på sin kniv för att känna om den skär kött eller ben. Att arbeta med dessa våta, deformerbara, hala föremål är utmanande, men det verkar vara genomförbart, säger McMurray.
Att få en robot att göra en sådan uppgift väl kräver vanligtvis ingenjörer att noggrant programmera in specifika tekniker och kommandon. Men programvara för maskininlärning kan automatisera mycket av den processen och göra det praktiskt för robotar att utföra mer komplexa uppgifter med en mängd olika livsmedel, säger Ashutosh Saxena , en biträdande professor i datavetenskap vid Cornell University.
Han använde den metoden för att lära en tvåarmad robot att sätta ihop en enkel sallad. Roboten gick först igenom en träningsfas där den använde knivar, spatlar, gafflar och andra redskap för att undersöka de fysiska egenskaperna hos livsmedel inklusive tomater, sallad och cheddarost. Efteråt kunde roboten själv komma på hur den skulle skära upp elementen i salladen och sedan flytta runt dem.
Det är oklart när, om någonsin, det kan vara möjligt för en robot att hålla jämna steg med en mänsklig kock. På kort sikt, säger van der Linde, måste Lacquey och andra bevisa att deras maskiner kan matcha eller överträffa takten för människor som utför specifika uppgifter på befintliga produktionslinjer.