工作原理:机器人鸡肉屠夫

工作原理:机器人鸡肉屠夫

如果你曾经好奇无骨鸡肉是如何变成这样的,那就去看看美国大约 4,000 家家禽加工厂吧。工人们在巨大的装配线上每年对大约 90 亿只家禽进行烫毛、拔毛、去内脏、切片和包装。

毫不奇怪,家禽加工厂的工作肮脏而危险。鸡去骨工(切开肩关节,将鸡翅从鸡身上分离)的工作尤其残酷,因为它需要在冰箱温度的房间里连续数小时用刀重复动作。如果机器人有工作要做,那就是这个。但教机器切鸡很难。没有两只鸡是相同的,每一刀都必须完美无缺。如果机器人把骨头弄碎,就会污染鸡肉。如果留下太多肉,主人就会损失金钱。

今年晚些时候,亚特兰大佐治亚理工学院研究所的一个团队将完成自动鸡肉屠宰机器人的最后调试。智能去骨系统是一个手持刀具的单臂机器人,它拥有智慧和灵活性,可以在四秒钟内将一只鸡去骨,速度与人类屠夫相当。

拆卸线

1)队列
去掉内脏的整只鸡放在金属锥上沿着传送带移动,就像在传统的家禽工厂中一样。

2)评估
每只鸡都要经过一种照相亭。里面有两对立体摄像机扫描鸡,每侧一对。计算机会立即将图像渲染成鸡的 3D 地图。它还会识别有用的标记,例如肱骨和喙骨。

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,两个机械臂在传送带的两侧工作——一只手臂负责处理鸡的两侧。机器人配备了送入鸡的 3D 地图,可以计算出精确到 3 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,通过计算一个身体部位的尺寸,机器可以推断出所有其他身体部位的尺寸。

4)切片
为了将鸡翅从鸡胸肉上剔下来,机械臂需要用刀从锁骨处切入鸡肉,然后移向肩膀,切断肩关节,继续沿着肩胛骨切入鸡的背部,整个过程只需两秒钟。

5)重复
每年九十亿次。

屠夫

刀臂
机器人的工作端是一根工业手臂,类似于焊接和喷漆汽车部件时使用的手臂。原型机具有六个自由度(比人类手臂少一个),以使切割尽可能流畅和优雅。

力反馈
刀尖上的力矩传感器赋予刀片灵敏度。由于手臂可以感知阻力,它可以沿着骨头表面移动刀片而不会切开骨头,并且可以辨别肉、肌腱和韧带。佐治亚理工学院研究所高级研究工程师胡爱平说:“最大的挑战是教会机器人实时调整其行为,以适应不同鸟类的所有差异。”力反馈是实现这一目标的关键。刀片钝了?传感器也知道这一点,并向机器人发出信号让其磨利。

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 地图与包含数十种不同体型的数据库进行比较。机器还可以实时学习,随着切割每只新鸡,它会变得更加聪明。

统计

每秒绘制鸟类地图的计算次数: 1,000 次
计算切割所需的秒数: 0.5
去骨一只鸟所需时间: 2-4秒
每个机器人屠夫的估计成本: 35万美元
美国每年人均鸡肉消费量:84 磅

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