Роботы, используемые в пищевом секторе, всё чаще попадают в новости о российских и зарубежных компаниях. Поговорим о том, какие реальные преимущества даёт их применение.
Кто такой робот?
При слове «робот» многим из нас сразу приходят на ум металлические гуманоиды из научной фантастики. Однако в реальном мире большинство роботов имеет совсем другую конструкцию, идеально подходящую для их работы. Какая же машина считается роботом, а какая – нет?
В 1941 году Айзек Азимов определил робототехнику (или роботехнику – кому как больше нравится) как «технологическую отрасль, связанную с дизайном, сооружением, работой и применением роботов». Роботом считается любая машина, способная выполнять свою работу автоматически, без постоянного контроля людей-операторов.
Что касается пищевого сектора, роботы в наши дни применяются при следующих операциях:
- Погрузка
- Хранение
- Обработка
- Контроль качества
- Упаковывание
- Доставка
- Санитария
- Отбор и тестирование образцов
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве роботы применяются как при выращивании, так и для сбора урожая. Некоторые фермеры используют роботов с сенсорами для мониторинга температуры, влажности воздуха, кислотности почвы и других параметров, от которых зависит эффективное пищевое производство. Колёсные и летающие роботы с распылителем воды часто применяются для полива с оптимизированным расходом воды и удобрений. Уже известны британский PotatoBot для посадки картофеля, французский YV01 для полива винограда, голландский безымянный робот-фитопатолог для инспекции картофеля, швейцарская «Стрекоза» для прополки моркови, бразильский «Охотник» для уничтожения вредителей и другие.
Машины для сбора урожая, то есть комбайны, известны уже давно. Недостаток обычного комбайна в том, что его водитель не замечает мелких непищевых примесей. Известны случаи, когда в механически собранный урожай попадали стекло, металл, камни, мелкие животные. На комбайны приходится устанавливать фильтры, воздуходувы и магниты, чтобы перехватывать такие примеси.
Функции комбайнов тоже могут выполнять роботы. Таким машинам нужны «глаза» – камеры с высоким разрешением, чтобы различать мелкие примеси и некондиционный продукт, и «руки» – захваты с заданным давлением, которыми робот будет собирать продукт, не повреждая его. Если на крупной ферме урожай собирают сразу несколько роботов, необходимо либо выделить каждому из них отдельный участок, чтобы они не мешали друг другу, либо использовать продвинутый ИИ, позволяющий им работать в команде. Такие роботы есть у компаний «Вавилов» (Россия), DENSO (Япония), Fieldwork Robotics (Великобритания), китайских производителей чая (кстати, в Китае это нравится не всем).
Обработка
Сторонники роботов любят говорить о преимуществах их применения на производстве. Во-первых, робот может работать во враждебной для человека среде (например, зале, где распылены вредные для здоровья вещества). Во-вторых, робот «стерилен» и может поддерживать безопасность пищевой продукции лучше, чем человек.
Всё это правда, но использование слова «стерильный» здесь некорректно. Робот, как и любой механизм, контактирующий с продуктом, сам нуждается в чистке и дезинфенкции, а значит, его конструкция должна учитывать их необходимость. Принципы гигиенического дизайна, о которых мы рассказывали в одной из прошлых статей, распространяются и на роботов.
Сегодня роботы используются для обработки, сортировки, погрузки продуктов (особенно фруктов и овощей, которые могут испортиться из-за сильного давления при неосторожной погрузке) и даже для украшения тортов. Американский «Автокадо» занимается нарезанием авокадо, российские PizzaBot и Блинобот готовят пиццу и блины соответственно, а британский робот-повар обучается по кулинарным видеороликам.
Особенно интересна обработка мяса, потому что его куски почти всегда различаются по размеру, форме, распределению мышечной ткани и жира. Пока роботов не научили эффективно нарезать готовое к продаже мясо, зато их активно применяют для разделки крупных коровьих туш. Эти туши принято разделывать в холодном помещении, так что сотрудникам нужна тёплая спецодежда. Замена такого сотрудника роботом, с одной стороны, снижает риск его ранения, с другой стороны, снижает риск попадания патогенов с его кожи и одежды на мясо.
Роботы-грузчики с высокоточными руками, способные поднимать, переносить и ставить продукты без повреждений, активно применяются на продуктовых складах. Их используют производители фруктов, овощей, мяса, рыбы, хлеба и различных снеков. Такие роботы могут работать быстрее людей и не устают от часто повторяющихся телодвижений. Замена человека роботом на складе снижает риск перекрёстного заражения продуктов. В России так поступают компании «ВкусВилл», «Дамате», «Птицефабрика Челябинская».
Технологии сортировки и контроля качества за последние несколько лет сделали большие шаги вперёд. Автоматические сортировщики используют лазеры и датчики световых волн различных диапазонов, чтобы обнаруживать дефекты. Они могут выполнять такие задачи, как подсчёт количества кусков колбасы на пицце, обнаружение и устранение материалов, имеющих неправильный цвет, форму или видимые повреждения. Мультиспектральный анализ используется для обнаружения зёрен и орехов, заражённых микотоксинами (афлатоксин, к примеру, светится под воздействием ультрафиолета). Такой анализ выполняет робот LumoVision европейской компании Buhler.
Упаковывание
Самое частое и эффективное применение роботов в пищевой промышленности. Упаковывание продукта для розничной продажи требует частого повторения одних и тех же действий, которые робот может выполнять быстрее и точнее человека. Современный автоматический упаковщик может придать упаковке нужную форму, наполнить её заданной массой или объёмом продукта, запечатать упаковку, сгенерировать код, сообщающий, когда и где упакован товар, и положить упакованный товар в поддон для последующей отгрузки.
Кстати, у некоторых упаковщиков есть функция настраиваемой раскладки, позволяющая им раскладывать продукт в строго определённом порядке. Например, при работе с замороженным продуктом необходимо оставлять воздушные зазоры для циркуляции холодного воздуха, консервные банки лучше раскладывать ровными рядами для экономии места, и так далее. Так работают американские RoboGrocery и mGripAI, российский Ready Pack, польский PLOMO.
Сервис
Наконец, роботы-курьеры могут использоваться для бесконтактной доставки продуктов – как в пределах одного ресторана, так и в целом городе или микрорайоне. Такая доставка была особенно актуальна в годы пандемии COVID-19, но осталась популярной и сейчас.
Роботов для доставки еды используют компании «Вкусно – и точка», «Яндекс Еда» (Россия), Uber Eats (США), LMAD (Финляндия).
Продолжение следует…
Статистика показывает, что применение роботов в пищевом секторе возрастает примерно на 17% в год. Роботы лучше всего справляются с задачами, требующими многократного повторения одних и тех же действий и телодвижений, а также работы с продуктами одинаковой формы. С развитием обучающихся систем ИИ и повышением мощности компьютеров – то есть «мозгов» роботов – им будут находить всё новые применения. В Японии разработан даже съедобный робот, авторы которого говорят о будущих прорывах в медицине и кулинарии.
Доживём ли мы с вами до дня, когда роботы полностью заменят людей в цепи поставок пищевой продукции? Вряд ли. Роботам по-прежнему нужны операторы, ремонтники и эксперты по чистке и дезинфекции. Да, существуют крупные хлебозаводы и другие предприятия, на которых работает всего по несколько человек, но полностью автоматизированных заводов пока нет и, скорее всего, не появится в ближайшем будущем.
На этом история не заканчивается. Во второй части этой статьи мы рассмотрим риски, которые создаёт применение роботов, и методы борьбы с ними.
Источник: crispy.news
