揭秘冬奥会“智慧餐厅”：中餐烹饪机器人是如何诞生的？

你知道吗？智慧餐厅的主要设计人之一是上海交通大学机械与动力工程学院机器人研究所博导、副研究员闫维新。他研发中餐烹饪机器人已有15年历史，研发出60款以上餐饮服务类机器人。“智能机器人技术可以实现中餐烹饪的标准化，我相信它的应用前景很广阔。”闫维新说。

冬奥会智慧餐厅在粤有“前身”

除了可透过玻璃看到的烹饪机器人，智慧餐厅还包含后厨物流运输系统和信息控制系统。在餐厅的中央厨房，有多种针对肉类和蔬菜的食材智能加工设备，它们完成自动或半自动加工后，单臂和双臂协作机器人会将加工好的食材取出，放入锅具，开始按照程序自动烹饪。在整个物流、加工和烹饪过程中，由于工作人员很少，智慧餐厅的食品安全系数非常高，也为疫情防控加了一道防火墙。

如今，借助北京冬奥会、冬残奥会主媒体中心这个国际化传媒平台，烹饪机器人有望得到更多的推广应用。

就餐人员在冬奥会主媒体中心的智慧餐厅观看机器人烹饪。新华 发

让机器人学会翻锅和火候控制

“我研究烹饪机器人挺偶然的，2005年选博士课题时，我看中的课题被别人选了，导师说我胖，就让我研发中餐烹饪机器人。”闫维新笑道。这个因为“胖”开启的科研历程，迄今已催生出60款以上餐饮服务类机器人，它们分为锅具、其他工具、火力、投料4个功能部件，已获得近30件专利授权。

在晃、颠、划、翻、推、拉、扬、淋等各种锅具运动中，机器人最难模仿的是“大翻”。这道工艺是为了对食材进行均匀加热，厨师操作锅具做近似抛物线的变速运动，让食材上抛、翻转、下落。闫维新研究后认为，“大翻”标准化运动的最优化指标是“物料出锅瞬时速度矢量差最小”。经过仿真函数分析，他让锅具机器人在两个自由度运动的条件下，在计算机软件中实现了“大翻”效果——物料既能出锅飞行并翻转，落点又不会在锅外。完成仿真分析后，研究团队开展了大量验证实验，证明锅具机器人能高效复现厨师的翻锅动作。

闫维新博士学位论文里的一组图示

火候控制方面，闫维新为烹饪机器人开发了双压强火力控制系统和火候视觉模块。前者能精确控制常压燃烧器的热负荷，这是实现火力控制数字化和标准化的关键；后者基于机器视觉技术，能实时监测食材的色泽饱和度等状态，并据此调节火力强度和烹饪时间。通过火候模糊随动控制，双压强火力控制系统与火候视觉模块协同运行，让菜肴出品稳定性强、色泽和口感保持一致。

把大师技艺转化为机器人程序

这些中餐烹饪机器人问世以来，已应用于餐厅和单位食堂。它们能实现中餐烹饪的标准化，节省人力成本，由于“无人化”操作还能降低食品安全风险。“机器人也有助于传承中国烹饪文化。”闫维新说，“我们与多位烹饪大师合作过，记录他们的烹饪配料、灶上动作和火候把控，再把标准化记录转化为机器人控制程序，复制、传承大师的烹饪技艺。”机器人“大师”出品的味道如何？他觉得接近烹饪大师的作品。

让这位机器人专家欣喜的是，最近一家外卖企业慕名而来，与他商谈合作开发一系列专用烹饪机器人事宜，如炒饭机器人、黄焖鸡机器人，以提高出菜效率、减少人力成本。不久的将来，机器人烹饪的标准化中华美食有望通过外卖，进入千家万户。