石菲

一直以來，機(jī)器人都只出現(xiàn)在科幻電影里。其實(shí)，機(jī)器人已經(jīng)離我們的生活越來越近。從納米機(jī)器人到鞋盒般大小的小型機(jī)器人都將在人類的生活中大展所長。

你可能想象不到，用顯微鏡才能看到的納米機(jī)器人可以注射到我們的體內(nèi)，從臟器的細(xì)微處監(jiān)測(cè)人類免疫系統(tǒng)的疾病或不穩(wěn)定因素。這些納米機(jī)器人通過人工智能系統(tǒng)具有自動(dòng)治療不同疾病或修復(fù)不同損傷的功能。多樣或多個(gè)納米機(jī)器人可以同時(shí)在人體內(nèi)執(zhí)行不同的監(jiān)測(cè)或治療任務(wù)，保障人類身體健康。

作為IEEE會(huì)員的獨(dú)立機(jī)器人技術(shù)專家Antonio Espingardeiro認(rèn)為，這種無創(chuàng)的健康監(jiān)測(cè)及維護(hù)方式有望在2030年前應(yīng)用于人體，并大大提升人類壽命。以目前的狀況來看，這種機(jī)器人在不久的將來便會(huì)具有發(fā)現(xiàn)疾病、疏通動(dòng)脈，甚至注射胰島素等功能。總的來說，這些能力都有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)及處理疾病，讓疾病在萌芽階段已得到有效的處理，使人類的身體機(jī)能可以正常運(yùn)作更長的時(shí)間，延年益壽。

零缺陷操作

2012年年末，食品安全問題又一次引起人們的高度重視。甲醛、工業(yè)鹽、塑化劑……這些原本與食品完全不搭界的東西，在2012年上了老百姓的餐桌。

11月23日，山西粟海集團(tuán)在飼料中添加藥物喂養(yǎng)白羽雞45天速成的黑幕遭到曝光。12月18日，央視繼續(xù)揭露山東六和集團(tuán)養(yǎng)殖白羽雞濫用抗生素黑幕。隨后一周，問題“速成雞”事件涉及范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，吉野家和北京二商集團(tuán)等企業(yè)均被牽扯其中。

抗生素、非法添加劑，這些本不該出現(xiàn)在我們餐桌上的物質(zhì)是如何進(jìn)入食品源頭的？對(duì)于食品安全監(jiān)測(cè)，除了“食品安全溯源系統(tǒng)”可以追溯到食品源頭外，能夠監(jiān)控食品安全的監(jiān)控機(jī)器人也進(jìn)入了人們的視野。

美國國家衛(wèi)生基金會(huì)估計(jì)每年全球約有32.5萬人由于食物中毒而需要求醫(yī)。為了幫助降低食品安全事故的發(fā)生率，在國外微型機(jī)器人可被設(shè)置于整個(gè)食品生產(chǎn)過程中，監(jiān)控生產(chǎn)線的運(yùn)作和生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生狀況。

首先，在控制食物源性疾病方面，把機(jī)器人引入到食物生產(chǎn)過程中能有效降低因食品污染和召回產(chǎn)生的成本，并優(yōu)化生產(chǎn)工藝。由于食品行業(yè)的特殊性，對(duì)于“安全”這一要求尤為明顯，而工業(yè)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，無疑能在生產(chǎn)過程中避免更多污染，實(shí)現(xiàn)無菌生產(chǎn)，從而保障食品生產(chǎn)過程中的安全和高質(zhì)量。

目前，越來越多的公司在使用復(fù)雜的物流系統(tǒng)來控制流水線上產(chǎn)品的生產(chǎn)速度、運(yùn)輸方向以及訂單和補(bǔ)貨等情況。對(duì)智能機(jī)器人而言，食品產(chǎn)業(yè)中存在著巨大的應(yīng)用機(jī)會(huì)，主要是因?yàn)檫@一領(lǐng)域?qū)儆趧趧?dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而人員的高流動(dòng)率有時(shí)也會(huì)使工作較難開展。

自從智能機(jī)器人在食品包裝后以及裝箱前一系列應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)凸現(xiàn)之后，機(jī)器人制造商就將食品加工業(yè)視為一個(gè)快速增長型的市場(chǎng)，從而使該產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出新的機(jī)遇。

機(jī)器人在食品生產(chǎn)設(shè)施中應(yīng)用的普及速度在加快，根據(jù)機(jī)器人行業(yè)協(xié)會(huì)2010年發(fā)表的報(bào)告顯示，“非自動(dòng)化設(shè)備的訂單下降46%，在很大程度上是由于食品和日用消費(fèi)品的增長速度導(dǎo)致的”。機(jī)器人正積極參與到食品生產(chǎn)的過程中，譬如屠宰加工業(yè)，高性能的機(jī)器人能夠滲透到從上游到下游食品包裝的全產(chǎn)業(yè)過程。

IEEE會(huì)員兼美國新澤西技術(shù)學(xué)院（NJIT）機(jī)械及工業(yè)工程系教授Paul G.Ranky博士介紹說，食品安全機(jī)器人是一種特殊裝備，因?yàn)樗麄兺ǔＳ袔追N不同類型的傳感器，有些是專門處理移動(dòng)性方面的請(qǐng)求，也有一些是專門處理通訊方面的請(qǐng)求。它們的體型通常比較小，但在大型商業(yè)運(yùn)作中尺寸通常不是一個(gè)大問題。不同的食品安全監(jiān)控機(jī)器人能夠被教導(dǎo)去監(jiān)控不同類型的食品危害，并在監(jiān)視變量失控前通知操作員和管理者。這種趨勢(shì)分析是通過實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)過程控制算法來實(shí)現(xiàn)的，并能夠?qū)崿F(xiàn)零缺陷操作。

“例如，一個(gè)典型的食品安全機(jī)器人裝備會(huì)監(jiān)控食物加工機(jī)內(nèi)的溫度、濕度、菌落數(shù)和氣體含量或食品本身（如芝士）。通過設(shè)置不同的監(jiān)控進(jìn)程，能按照操作者的要求自動(dòng)實(shí)時(shí)生成報(bào)告。此外，這些機(jī)器人不僅具備傳感功能，還具備移動(dòng)性能，可以在大型工業(yè)食物加工機(jī)、貯水池或其他容器附近四處移動(dòng)，從食品取樣并將其發(fā)現(xiàn)自動(dòng)匯報(bào)到服務(wù)器上，然后實(shí)時(shí)分析這些結(jié)果?！彼e例說。

不僅是監(jiān)控

除了安全監(jiān)控，機(jī)器人還可參與并改進(jìn)食品生產(chǎn)過程中的每個(gè)步驟，在減少工傷，降低成本，增加產(chǎn)量方面大顯身手。例如機(jī)器人特別適合重復(fù)且艱巨的任務(wù)，國外大多數(shù)農(nóng)場(chǎng)手工擠奶過程已經(jīng)自動(dòng)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和避免人工操作困難。

機(jī)器人還可以代替不斷重復(fù)容易令人體產(chǎn)生疲勞感的勞動(dòng)，譬如替代手動(dòng)壓制漢堡包的肉餡餅。配備活動(dòng)部件的創(chuàng)新型消毒機(jī)械爪已經(jīng)可以生產(chǎn)出邊緣不規(guī)則的肉餡餅，機(jī)械爪不僅效率更高，而且可以在人體不能勝任的冷庫中工作。配備高精度視覺系統(tǒng)的機(jī)械爪可以處理不同份量的食品，檢查產(chǎn)品重量，并評(píng)估產(chǎn)品質(zhì)量。

除了食品安全監(jiān)控外，機(jī)器人還可以用于提升食品風(fēng)味。

Paul G.Ranky博士說：“無論是分析芝士發(fā)酵過程的濕度，還是葡萄酒發(fā)酵過程的酸度，微型機(jī)器人都可以為人類的操作提供具有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)。在微型機(jī)器人的調(diào)配下，幾種不同類型的傳感器可以完成抽樣檢查，從而測(cè)量在芝士的發(fā)酵過程中的濕度以及紅酒發(fā)酵過程中的酸度水平。它們不單單能夠提升食品的風(fēng)味，同時(shí)也可以避免潛在的食物中毒風(fēng)險(xiǎn)。”