仕組み:ロボットチキンブッチャー 仕組み:ロボットチキンブッチャー

仕組み:ロボットチキンブッチャー

仕組み:ロボットチキンブッチャー

骨なしの鶏肉の部位がどうしてそうなるのか疑問に思ったことがあるなら、米国にある約 4,000 の鶏肉加工工場の 1 つを覗いてみて下さい。労働者は巨大な組立ラインで、年間推定 90 億羽の鳥を湯通しし、羽をむしり、内臓を取り出し、スライスし、包装しています。

養鶏場での作業は、当然のことながら汚くて危険です。鶏の骨抜き作業員(肩関節を切り離し、羽を胴体から切り離す作業員)は、冷蔵庫ほどの温度の部屋で何時間もナイフを使って同じ動作を繰り返す必要があるため、特に過酷です。もしロボットの仕事があるとすれば、まさにこの作業でしょう。しかし、機械に鶏肉の切り分け方を教えるのは難しいことです。同じ鶏は2羽となく、すべての切り分けは完璧でなければなりません。ロボットが骨を割れば、肉が汚染されてしまいます。肉が多すぎると、所有者に費用がかかります。

今年後半には、アトランタにあるジョージア工科大学研究所のチームが、自律型鶏肉解体ロボットの開発に最終仕上げを施す予定です。片腕でナイフを操るロボット「インテリジェント・デボニング・システム」は、人間の解体作業員と同等の4秒という速さで鶏肉の骨を外す知性と器用さを備えています。

ダニエル・シュンパートとジェイソン・ブライニー

解体ライン

1) キュー
通常の養鶏工場と同じように、内臓を抜かれた丸鶏は金属製のコーンの上に置かれ、コンベアベルトに沿って移動します。

2) 評価する
鶏たちはそれぞれ、一種の写真ブースのような場所を通過します。中には、左右に1組ずつ設置された2組のステレオカメラが鶏をスキャンします。コンピューターが画像を瞬時に3Dマップに変換し、上腕骨や烏口骨といった有用なマーカーも識別します。

3) 計算する(図には示されていません)
ジョージア工科大学の研究者が構築を計画している生産モデルでは、2本のロボットアームがコンベアベルトの両側で稼働し、鶏の両側に1本ずつアームを配置します。ロボットは搬送される鶏の3Dマップを用いて、3ミリメートル以内の精度で切断軌道を計算します。幸いなことに、鶏の体型は定量化可能な基準を満たしているため、ロボットは体のある部位の寸法を計算することで、他のすべての部位の寸法を推測することができます。

4) スライス
胸肉から翼を取り除くには、ロボットアームがナイフで鶏の鎖骨を切り込み、肩に向かって移動し、肩関節を切り、肩甲骨に沿って鶏の背中側を下っていく。これらはすべて 2 秒以内で行われる。

5) 繰り返し
年間90億回。

肉屋

ナイフアーム
このロボットの主役は、自動車部品の溶接や塗装に使われるような産業用アームです。このプロトタイプは、人間の腕より1つ少ない6つの自由度を備えており、可能な限り滑らかで優雅な切断を実現します。

フォースフィードバック
ナイフの先端に取り付けられた力覚センサーが、刃に感度を与えます。アームが抵抗を感知できるため、骨を切ることなく刃を骨の表面に沿って動かすことができ、肉、腱、靭帯を区別することができます。「大きな課題は、様々な鳥のあらゆる変化を考慮して、ロボットにリアルタイムで動作を調整させることです」と、ジョージア工科大学研究所の上級研究エンジニア、アイピン・フー氏は言います。力覚フィードバックは、この実現の鍵となります。刃が鈍くなった?センサーはそれを感知し、ロボットに研ぐよう指示します。

(図には示されていません)
ロボットが鶏の切り分け経路を計算できるよう、アルゴリズムが各鶏の3Dマップを数十種類の体型のデータベースと比較します。また、ロボットはリアルタイムで学習し、新しい鶏を切り分けるたびに賢くなっていきます。

統計

鳥の地図をレンダリングするための1秒あたりの計算回数: 1,000
カットの計算にかかる秒数: 0.5
鳥一羽の骨抜きにかかる時間:2~4秒
ロボット肉屋1台あたりの推定コスト: 35万ドル
米国で1人当たり年間消費される鶏肉の量: 84ポンド

2013 年の「How It Works」セクションの残りの記事はここからご覧ください。また、4 月号全体はここからご覧ください