2022年冬奧會尚未開幕，北京冬奧會、冬殘奧會主媒體中心的智慧餐廳已成為“網(wǎng)紅”。這家餐廳沒有廚師，中餐和西餐烹飪都由機器人完成，雞尾酒也由機器人調(diào)制。這家餐廳也沒有服務(wù)員端菜，中外媒體記者在餐桌上掃二維碼點單后，一道道佳肴會通過餐廳頂部的云軌系統(tǒng)運送到對應(yīng)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。這么炫酷的餐廳，讓中外記者紛紛掏出手機拍攝，英國記者攝制的視頻還在網(wǎng)上熱傳。

       你知道嗎？智慧餐廳的主要設(shè)計人之一是上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院機器人研究所博導(dǎo)、副研究員閆維新。他研發(fā)中餐烹飪機器人已有15年歷史，研發(fā)出60款以上餐飲服務(wù)類機器人。“智能機器人技術(shù)可以實現(xiàn)中餐烹飪的標(biāo)準(zhǔn)化，我相信它的應(yīng)用前景很廣闊。”閆維新說。

       冬奧會智慧餐廳在粵有“前身”

       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先期抵達的記者贊不絕口。閆維新介紹，智慧餐廳供應(yīng)的中餐可分為蒸菜、炒菜、煮菜、砂鍋四大類，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(yōu)秀廚師。智慧餐廳還供應(yīng)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(tǒng)和信息控制系統(tǒng)。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(shè)備，它們完成自動或半自動加工后，單臂和雙臂協(xié)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(shù)非常高，也為疫情防控加了一道防火墻。

       “這個餐廳是按照標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化原則設(shè)計的，已經(jīng)運行了一段時間。”閆維新告訴記者，2019年以來，他與企業(yè)合作，開了多家“天降美食”機器人餐廳，為顧客供應(yīng)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(wù)大多通過餐廳頂部的云軌系統(tǒng)，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(dǎo)引小車）送到顧客面前。

       記者在“大眾點評”上看到，佛山一家“天降美食”機器人餐廳的評分是4.2分，大多數(shù)消費者給出了較高的評價，覺得機器人大廚做的菜味道不錯。美食博主拍的視頻顯示，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(yīng)用。

       讓機器人學(xué)會翻鍋和火候控制

       “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(dǎo)師說我胖，就讓我研發(fā)中餐烹飪機器人。”閆維新笑道。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(wù)類機器人，它們分為鍋具、其他工具、火力、投料4個功能部件，已獲得近30件專利授權(quán)。

       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？閆維新很自信地回答：能！他翻開自己寫的博士論文，告訴記者：中餐烹飪機器人設(shè)計的關(guān)鍵是鍋具運動和火候控制，尤其是鍋具運動，它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(biāo)準(zhǔn)化運動，如“晃鍋”可分解為圓周、直線運動的組合。在此基礎(chǔ)上，他們開展了鍋具運動學(xué)、動力學(xué)仿真分析與優(yōu)化設(shè)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”。這道工藝是為了對食材進行均勻加熱，廚師操作鍋具做近似拋物線的變速運動，讓食材上拋、翻轉(zhuǎn)、下落。閆維新研究后認為，“大翻”標(biāo)準(zhǔn)化運動的最優(yōu)化指標(biāo)是“物料出鍋瞬時速度矢量差最小”。經(jīng)過仿真函數(shù)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(xiàn)了“大翻”效果——物料既能出鍋飛行并翻轉(zhuǎn)，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(fù)現(xiàn)廚師的翻鍋動作。

       火候控制方面，閆維新為烹飪機器人開發(fā)了雙壓強火力控制系統(tǒng)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(xiàn)火力控制數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵；后者基于機器視覺技術(shù)，能實時監(jiān)測食材的色澤飽和度等狀態(tài)，并據(jù)此調(diào)節(jié)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(tǒng)與火候視覺模塊協(xié)同運行，讓菜肴出品穩(wěn)定性強、色澤和口感保持一致。

       把大師技藝轉(zhuǎn)化為機器人程序

       這些中餐烹飪機器人問世以來，已應(yīng)用于餐廳和單位食堂。它們能實現(xiàn)中餐烹飪的標(biāo)準(zhǔn)化，節(jié)省人力成本，由于“無人化”操作還能降低食品安全風(fēng)險。“機器人也有助于傳承中國烹飪文化。”閆維新說，“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(biāo)準(zhǔn)化記錄轉(zhuǎn)化為機器人控制程序，復(fù)制、傳承大師的烹飪技藝。”機器人“大師”出品的味道如何？他覺得接近烹飪大師的作品。

       讓這位機器人專家欣喜的是，最近一家外賣企業(yè)慕名而來，與他商談合作開發(fā)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。不久的將來，機器人烹飪的標(biāo)準(zhǔn)化中華美食有望通過外賣，進入千家萬戶。