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制。這家餐廳也沒有服務員端菜，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？智慧餐廳的主要設計人之一是上海交通大學機械與動力工程學院機器人研究所博導、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款以上餐飲服務類機器人。“智能機器人技術可以實現(xiàn)中餐烹飪的標準化，我相信它的應用前景很廣闊。”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。

       “這個餐廳是按照標準化、模塊化原則設計的，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用。

       讓機器人學會翻鍋和火候控制

       “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。

       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：中餐烹飪機器人設計的關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準化運動，如“晃鍋”可分解為圓周、直線運動的組合。在此基礎上，他們開展了鍋具運動學、動力學仿真分析與優(yōu)化設計。

       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、下落。閆維新研究后認為，“大翻”標準化運動的最優(yōu)化指標是“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，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)字化和標準化的關鍵；后者基于機器視覺技術，能實時監(jiān)測食材的色澤飽和度等狀態(tài)，并據(jù)此調節(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。

       把大師技藝轉化為機器人程序

       這些中餐烹飪機器人問世以來，已應用于餐廳和單位食堂。它們能實現(xiàn)中餐烹飪的標準化，節(jié)省人力成本，由于“無人化”操作還能降低食品安全風險。“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，再把標準化記錄轉化為機器人控制程序，復制、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，機器人烹飪的標準化中華美食有望通過外賣，進入千家萬戶。