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“網紅”。這家餐廳沒有廚師，中餐和西餐烹饪都由機器人完成，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後，一道道佳肴會通過餐廳頂部的雲軌系統運送到對應的餐桌上方，再随着下放的纜繩降落，懸停在人們面前，供其取用。這麼炫酷的餐廳，讓中外記者紛紛掏出手機拍攝，英國記者攝制的視訊還在網上熱傳。
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、副研究員闫維新。他研發中餐烹饪機器人已有15年曆史，研發出60款以上餐飲服務類機器人。“智能機器人技術可以實作中餐烹饪的标準化，我相信它的應用前景很廣闊。”闫維新說。
外國記者在冬奧會主媒體中心的智慧餐廳體驗送餐服務。新華社發
冬奧會智慧餐廳在粵有“前身”
胡辣雞塊、幹炒牛河、蒜蓉西蘭花……在冬奧會的智慧餐廳，機器人烹饪的各式菜肴已讓先期抵達的記者贊不絕口。闫維新介紹，智慧餐廳供應的中餐可分為蒸菜、炒菜、煮菜、砂鍋四大類，各司其職的中餐烹饪機器人接受過長期實踐檢驗，烹饪水準不亞于優秀廚師。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饪機器人，智慧餐廳還包含後廚物流運輸系統和資訊控制系統。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裝置，它們完成自動或半自動加工後，單臂和雙臂協作機器人會将加工好的食材取出，放入鍋具，開始按照程式自動烹饪。在整個物流、加工和烹饪過程中，由于從業人員很少，智慧餐廳的食品安全系數非常高，也為疫情防控加了一道防火牆。
動圖來源：DAYOO零點視訊
“這個餐廳是按照标準化、子產品化原則設計的，已經運作了一段時間。”闫維新告訴記者，2019年以來，他與企業合作，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雲軌系統，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“大衆點評”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。美食部落客拍的視訊顯示，很多顧客站在廚房外，透過玻璃圍觀機器人大廚燒菜，感受高科技烹饪的魅力。
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台，烹饪機器人有望得到更多的推廣應用。
就餐人員在冬奧會主媒體中心的智慧餐廳觀看機器人烹饪。新華社發
讓機器人學會翻鍋和火候控制
“我研究烹饪機器人挺偶然的，2005年選博士課題時，我看中的課題被别人選了，導師說我胖，就讓我研發中餐烹饪機器人。”闫維新笑道。這個因為“胖”開啟的科研曆程，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。
中國烹饪文化博大精深，煎、炒、烹、炸、煮……這些工藝都能由機器人完成嗎？闫維新很自信地回答：能！他翻開自己寫的博士論文，告訴記者：中餐烹饪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，它是烹饪機器人的核心。通過對廚師竈上動作的深入研究，他與合作者提煉出了鍋具的各種标準化運動，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化設計。
在晃、颠、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抛物線的變速運動，讓食材上抛、翻轉、下落。闫維新研究後認為，“大翻”标準化運動的最優化名額是“物料出鍋瞬時速度矢量差最小”。經過仿真函數分析，他讓鍋具機器人在兩個自由度運動的條件下，在計算機軟體中實作了“大翻”效果——物料既能出鍋飛行并翻轉，落點又不會在鍋外。完成仿真分析後，研究團隊開展了大量驗證明驗，證明鍋具機器人能高效複現廚師的翻鍋動作。
闫維新博士學位論文裡的一組圖示
火候控制方面，闫維新為烹饪機器人開發了雙壓強火力控制系統和火候視覺子產品。前者能精确控制常壓燃燒器的熱負荷，這是實作火力控制數字化和标準化的關鍵；後者基于機器視覺技術，能實時監測食材的色澤飽和度等狀态，并據此調節火力強度和烹饪時間。通過火候模糊随動控制，雙壓強火力控制系統與火候視覺子產品協同運作，讓菜肴出品穩定性強、色澤和口感保持一緻。
把大師技藝轉化為機器人程式
這些中餐烹饪機器人問世以來，已應用于餐廳和機關食堂。它們能實作中餐烹饪的标準化，節省人力成本，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饪文化。”闫維新說，“我們與多位烹饪大師合作過，記錄他們的烹饪配料、竈上動作和火候把控，再把标準化記錄轉化為機器人控制程式，複制、傳承大師的烹饪技藝。”機器人“大師”出品的味道如何？他覺得接近烹饪大師的作品。
讓這位機器人專家欣喜的是，最近一家外賣企業慕名而來，與他商談合作開發一系列專用烹饪機器人事宜，如炒飯機器人、黃焖雞機器人，以提高出菜效率、減少人力成本。不久的将來，機器人烹饪的标準化中華美食有望通過外賣，進入千家萬戶。