2022年北京冬奥会尚未开幕，不过，冬奥会、冬残奥会主媒体中心的智慧餐厅已成为“网红”。这家餐厅没有厨师，也没有服务员端菜，中餐和西餐烹饪、鸡尾酒调制都由机器人完成。据了解，中外媒体记者扫描餐桌上的二维码点单后，一道道佳肴会通过餐厅顶部的云轨系统运送到对应的餐桌上方，再随着下放的缆绳降落，悬停在人们面前，供其取用。
上海交通大学机械与动力工程学院机器人研究所博导、副研究员闫维新研发中餐烹饪机器人已有15年，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。
烹饪机器人被更广泛应用
胡辣鸡块、干炒牛河、蒜蓉西兰花……在冬奥会的智慧餐厅，机器人烹饪的各式菜肴已让率先抵达的记者赞不绝口。智慧餐厅供应的中餐分为蒸菜、炒菜、煮菜、砂锅4大类，各司其职的中餐烹饪机器人接受过长期实践检验，烹饪水平不亚于优秀厨师。此外，智慧餐厅还供应牛肉汉堡、炸薯条等西餐。
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。
据了解，北京冬奥会的智慧餐厅在广东就有前身。2019年以来，广东一家企业开了多家“天降美食”机器人餐厅，为顾客供应腊味煲仔饭、清蒸笋壳鱼、手撕盐焗鸡等几十种中餐以及汉堡、薯条、披萨等西式快餐。上菜服务大多通过餐厅顶部的云轨系统，营造出“天降美食”的效果，有汤水的菜肴则通过地面AGV（自动导引小车）送到顾客面前。
在大众点评App上，广东佛山一家“天降美食”机器人餐厅的评分是4.2分，大多数消费者给出了较高的评价。一位美食博主拍摄的视频显示，很多顾客站在厨房外，透过玻璃围观机器人大厨烧菜，感受高科技烹饪的魅力。
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。
机器人学会翻锅和控制火候
“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，它们包含锅具、其他工具、火力、投料4个功能部件，已获得近30件专利授权。
中国烹饪文化博大精深，煎、炒、烹、炸、煮……这些工艺都能由机器人完成吗？闫维新自信地回答：“能！”他表示，中餐烹饪机器人设计的关键是锅具运动和火候控制，尤其锅具运动这一步骤，是烹饪机器人的核心。通过对厨师灶上动作的深入研究，他与合作者提炼出了锅具的各种标准化运动，如“晃锅”可分解为圆周、直线运动的组合。在此基础上，他们开展了锅具运动学、动力学仿真分析与优化设计。
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”。这道工艺是为了使食材加热均匀，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。
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。
机器人有助于传承中国烹饪文化
这些中餐烹饪机器人问世以来，已应用于部分餐厅和单位食堂。它们能实现中餐烹饪的标准化，节省人力成本，其“无人化”操作还能降低食品安全风险。
“机器人也有助于传承我国烹饪文化。”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？闫维新觉得接近烹饪大师的作品。
让闫维新欣喜的是，最近有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。他预计在不久的将来，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。
