Bracci robotici nella lavorazione della carne: una nuova soluzione

L'industria della carne gioca un ruolo fondamentale nel fornire cibo in tutto il mondo. Però, in questo momento, molte macellerie negli Stati Uniti stanno affrontando una carenza di lavoratori. Questo problema è stato aggravato dalla pandemia di COVID-19 e ha portato a difficoltà nel soddisfare la domanda di prodotti a base di carne. Per questo motivo, c'è un bisogno crescente di nuovi modi per rendere il lavoro di lavorazione della carne più sicuro e più efficiente. Una soluzione è usare Robot collaborativi, o bracci robotici, che possono lavorare insieme ai lavoratori umani nelle strutture di lavorazione della carne.

#La Sfida

Quando guardiamo allo stato attuale della tecnologia di lavorazione della carne, la maggior parte delle macchine è progettata per eseguire compiti specifici e non è abbastanza flessibile per gestire diversi tipi di lavori. Questa mancanza di flessibilità può rendere più difficile per le strutture adattarsi ai bisogni che cambiando. Inoltre, le tecnologie di automazione esistenti spesso comportano costi elevati, che possono essere un ostacolo per le piccole macellerie.

#Robot Collaborativi

I robot collaborativi, o cobot, sono progettati per lavorare insieme agli esseri umani. Possono aumentare la produttività e allo stesso tempo contribuire a migliorare la qualità del lavoro. In questo progetto, abbiamo esaminato come un Braccio robotico potrebbe assistere i lavoratori umani in compiti comunemente svolti nelle strutture di lavorazione della carne. Il nostro obiettivo era dimostrare che i bracci robotici possono tagliare carne in modo sicuro ed efficiente mentre lavorano accanto agli esseri umani.

#Sicurezza Prima di Tutto

Prima di poter dimostrare come il braccio robotico possa tagliare la carne, dovevamo garantire che la sicurezza fosse la massima priorità. Per fare questo, abbiamo sviluppato un coltello speciale che può rilevare quando entra in contatto con la carne. Questo sistema è fondamentale per garantire che il robot non faccia accidentalmente male ai suoi colleghi umani quando lavorano insieme.

Abbiamo imposto dei limiti ai movimenti del robot, tenendolo in un'area sicura sopra il piano di taglio. Questo approccio aiuta a prevenire collisioni tra il robot e i lavoratori umani. Se si verifica una collisione imprevista, il robot è progettato per fermarsi immediatamente.

#Capacità del Braccio Robotico

Il braccio robotico che abbiamo utilizzato nei nostri esperimenti è in grado di eseguire vari compiti, come Affettare, rifilare e cubettare la carne. Per affettare, il robot può tagliare autonomamente un lonzino di maiale in pezzi più piccoli. Quando rifila, può rimuovere il grasso in eccesso dalla carne, seguendo le indicazioni umane o eseguendo il compito da solo. Infine, il robot può cubettare la carne in pezzi uniformi.

Per far funzionare il robot in modo efficace, abbiamo utilizzato una telecamera montata sul braccio robotico. Questa telecamera aiuta il robot a vedere la carne, permettendogli di pianificare il modo migliore per tagliarla. Il sistema di visione identifica la posizione della carne e qualsiasi grasso in eccesso che deve essere rimosso.

#Test del Braccio Robotico

Abbiamo condotto una serie di test per valutare l'efficacia del nostro braccio robotico. Prima, abbiamo posizionato i lonzini di maiale su un tavolo di fronte al robot e gli abbiamo permesso di eseguire compiti di affettamento, rifilamento e cubettatura. Volevamo vedere quanto fossero coerenti e precisi i tagli del robot.

Durante il compito di affettamento, il robot è riuscito a tagliare i lonzini di maiale in costine di dimensioni uniformi. Abbiamo misurato lo spessore e il peso di ogni fetta per valutare le prestazioni del robot. I risultati hanno mostrato che le fette erano per lo più uniformi e rientravano negli standard stabiliti dall'industria alimentare.

#Rimozione del Grasso Eccessivo

Il compito successivo comportava la rimozione del grasso in eccesso da ogni fetta di carne. Abbiamo testato due metodi per questo: punto a punto e rifilamento. Nel metodo punto a punto, i lavoratori umani guidavano il robot posizionando dei marker sulla carne dove doveva tagliare. Nel metodo rifilamento, il robot pianificava autonomamente i suoi tagli in base alla visibilità fornita dalla telecamera.

Abbiamo confrontato i risultati dei due metodi. Il metodo punto a punto ha portato a una maggiore perdita di carne rispetto al metodo di rifilamento, progettato per tagliare intorno al grasso e preservare più carne. Esperti del settore hanno valutato la qualità dei tagli effettuati dal robot, rivelando una preferenza per il metodo punto a punto, che consentiva maggiore intervento umano.

#Cubettare la Carne

Una volta rimosso il grasso, il robot ha proceduto a cubettare la carne restante. Puntavamo a ottenere cubi di circa 100 grammi e di dimensione uniforme. Il robot ha svolto il suo compito seguendo la traiettoria pianificata dal sistema di visione.

Le dimensioni e il peso dei cubi prodotti sono stati misurati per garantire che rispettassero gli standard accettabili dell'industria. Nonostante alcune variazioni, la maggior parte dei cubi rientrava nelle specifiche desiderate.

#Il Futuro della Lavorazione della Carne

Il nostro lavoro rappresenta un passo verso il miglioramento dell'efficienza e della sicurezza nella lavorazione della carne. Integrando un braccio robotico con i lavoratori umani, possiamo affrontare le carenze di manodopera e migliorare anche la qualità del lavoro. Il potenziale di migliorare la coerenza e la disponibilità dei prodotti beneficia tutti coloro che sono coinvolti nella filiera di approvvigionamento della carne.

Il successo dei nostri test dimostra che i robot collaborativi possono svolgere un ruolo importante nell'industria della carne. La continua ricerca per perfezionare questi sistemi robotici può portare a progressi nell'automazione che beneficiano sia i lavoratori che i consumatori.

#Conclusione

In conclusione, l'uso di robot collaborativi nelle strutture di lavorazione della carne ha il potenziale di portare a miglioramenti significativi. Il nostro studio ha dimostrato che un braccio robotico può eseguire con successo vari compiti di taglio garantendo la sicurezza dei colleghi umani. Anche se ci sono sfide da affrontare, come migliorare ulteriormente la precisione dei tagli del robot e sviluppare sistemi di rilevamento migliori, il futuro sembra promettente.

Man mano che la tecnologia continua a evolversi, possiamo aspettarci un momento in cui i bracci robotici diventeranno una vista comune nelle macellerie, aiutando a ridurre le carenze di manodopera e migliorare la qualità complessiva dei prodotti a base di carne.