

如果你曾想知道无骨鸡肉是如何变成这样的,不妨去美国大约4000家家禽加工厂一探究竟。工人们在巨大的流水线上忙碌着,每年要对约90亿只禽类进行烫毛、脱毛、去内脏、切割和包装。
毫不意外,家禽加工厂的工作又脏又危险。尤其是鸡肉去骨工(通过切开肩关节分离鸡翅和鸡身)的工作尤为艰苦,因为这需要他们在冰箱般的温度下,长时间地用刀重复进行切割动作。如果说有什么工作适合机器人,那就是这个了。但教机器切割禽肉十分困难。没有两只鸡是完全相同的,每一次切割都必须完美。如果机器人切碎骨头,就会污染肉类。如果留下太多肉,则会让业主蒙受损失。
今年晚些时候,佐治亚理工学院研究所在亚特兰大的一个团队将完成一台自主机器人鸡肉屠宰机的最后调试工作。这台名为“智能去骨系统”的单臂持刀机器人,拥有在短短四秒钟内完成一只鸡去骨工作的智能和灵活性,其速度可与人类屠夫媲美。

拆解线
1) 排队
去内脏的整只鸡放在金属锥上,沿着传送带移动,就像在传统家禽工厂里一样。
2) 评估
每只鸡都要经过一个类似照相亭的设备。里面,两对立体摄像机扫描鸡的身体,每对负责一侧。计算机立即将图像渲染成鸡的3D地图。它还会识别有用的标记,如肱骨和喙骨。
3) 计算 (图中未显示)
在佐治亚理工学院研究人员计划建造的生产模型中,两条机械臂在传送带两侧工作——每条机械臂负责鸡的一侧。配备传入鸡肉的3D地图,机器人可以计算出精确到三毫米的切割轨迹。幸运的是,鸡的身体比例符合可量化的标准。因此,通过计算一个身体区域的尺寸,机器就可以推断出所有其他身体部分的尺寸。
4) 切割
为了将鸡翅从鸡胸肉上分离,机械臂用刀在锁骨处切入鸡肉,向肩部移动,切开肩关节,然后沿着肩胛骨向下延伸到鸡的背部,整个过程仅需两秒钟。
5) 重复
每年九十亿次。
屠夫
刀臂
机器人的作业端是一个工业机械臂,类似于用于焊接和喷漆汽车零部件的机械臂。该原型具有六个自由度(比人臂少一个),以实现尽可能流畅优雅的切割。
力反馈
刀尖上的力矩传感器为刀片提供了灵敏度。由于机械臂能够感知阻力,它可以沿着骨头表面移动刀片,而不会将其切穿,并且能够区分肉、肌腱和韧带。“最大的挑战是教会机器人实时调整其行为,以适应不同鸡肉的各种差异,”佐治亚理工学院研究员Ai-Ping Hu说。力反馈是实现这一目标的关键。刀片钝了?传感器也能感知到,并发出信号让机器人磨刀。
大脑 (图中未显示)
为了帮助机器人计算切割路径,算法将每只鸡的3D地图与数十种不同体型的数据库进行比较。机器还可以边学边提高,每次切割新的鸡肉都会变得更聪明。
统计数据
渲染鸡肉地图所需的每秒计算量 1,000
计算一次切割所需的秒数 0.5
去骨单只鸡所需的秒数: 2-4
每台机器人屠夫的估计成本 $350,000
美国人均每年消费的鸡肉磅数 84
在此处查看我们 2013 年“这是如何工作的”栏目中的其余文章,并在此处查看我们 4 月刊的所有内容.