Kwa kuongezeka, roboti zinachukua nafasi ya wanadamu katika viwanda vya kusindika chakula. Moja ya faida ni kwamba ambapo roboti hufanya kazi, uchafuzi wa bidhaa na wafanyikazi huepukwa. Tatizo ni kwamba baadhi ya bidhaa, ikiwa ni pamoja na matunda na mboga maridadi, zinaweza kuwa nyeti sana kwa roboti kushughulikia.
Taasisi ya Ujerumani ya Teknolojia ya Chakula ilitambua tatizo hilo na kuchukua changamoto ya kubuni teknolojia inayoshughulikia bidhaa nyeti bila kuziharibu. Lengo lilikuwa tatu:
- Kutengeneza riwaya ya elastomer (aina ya polima) kwa utunzaji wa usafi wa chakula kisichopakiwa.
- Kubuni kishika roboti kinachoshika vitu nyeti bila kuviharibu katika mchakato
- Kubuni kishikio ambacho kinaweza kunyumbulika na salama kwa kushika bidhaa za chakula za maumbo tofauti, saizi na faini za uso.
Matokeo yake ni riwaya ya kushika elastomer kwa utunzaji wa usafi wa chakula ambacho hakijapakiwa na roboti.
"Ubunifu huo ulitokana na mkono wa mwanadamu, ambao una uwezo wa kunyumbulika sana kuhusiana na kushika na kushika," alisema Knut Franke wa taasisi hiyo, ambaye aliwasilisha wazo hilo katika Maonesho ya Anuga FoodTec ya mwaka huu huko Cologne, Ujerumani.
"Hii inafikiwa na vidole vitano, ambavyo vinaweza kusogezwa zaidi au kidogo kimoja kimoja," alisema. "Zaidi ya hayo, vidole vya binadamu vinaweza kufuata mtaro wakati wa kushikana na kushikana. Kipengele kingine kilikuwa uwezekano wa kuitengeneza kwa njia ya kuunganishwa sana bila viungo vya mitambo. Kwa sababu ya nyenzo laini, nguvu ya kukamata haifiki kwa wakati kama ilivyo kwa vishikio vigumu, lakini inasambazwa kwenye eneo kubwa, na kupunguza nguvu za kilele.
Teknolojia ya kukamata yenye msingi wa elastomer ina uwezo mkubwa wa kushughulikia vyakula, na inatoa faida kadhaa juu ya grippers za kawaida, ikiwa ni pamoja na usafi na kubadilika.
Teknolojia inaweza kubadilika vya kutosha kukamata bidhaa za maumbo na ukubwa tofauti, na ni rahisi kutengeneza. Kwa kuwa hutumia TPE (ukingo wa sindano), inaweza kutengenezwa kwa bei nafuu. Mfumo wa kukamata pia una anuwai ya matumizi.
Mahitaji ya grippers kwa vyakula
Ingawa inaweza kuonekana kama teknolojia rahisi, grippers lazima kutimiza mahitaji kadhaa ili kutumika katika chakula. Leo, kuna aina kadhaa za grippers kwenye soko, ikiwa ni pamoja na grippers mitambo, grippers nyumatiki (juu na chini ya shinikizo), grippers umeme na grippers adhesive. Sio zote zinazofaa kwa vyakula vyenye hisia.
Vishikizi vya mitambo, kwa mfano, vinaweza kupingwa kwa nguvu ya kukamata, Franke alisema. Kwa ujumla, hutumia fomu au muunganisho uliofungwa kwa nguvu, ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa bidhaa. Kwa kuwa vishikio vya utupu hunyonya vimiminika kwenye mifumo, matumizi yao yanaweza kusababisha amana na uwezekano wa uchafuzi. Kama matokeo, hakuna chochote kinachofaa katika suala la usalama na ubora wa chakula.
Akizungumza kiteknolojia, vishikio vinavyotumika katika usindikaji wa chakula vinahitaji kukidhi mahitaji kadhaa, Franke alisema, ikiwa ni pamoja na muda na urefu wa kukamata, nguvu ya kukamata na idadi ya vipande vinavyopaswa kushikiliwa.
Vitu vya kushikwa huathiriwa na mambo kadhaa, ikiwa ni pamoja na umbo, wingi, sifa za uso, ukavu, unata na uimara. Uimara na umbo ni muhimu hasa katika usindikaji wa mazao. Hali ya mazingira, ikiwa ni pamoja na joto na unyevu, pia ni pointi za kuzingatia. Kubadilika pia kunahitajika, hasa wakati wa kushughulikia kutofautiana kwa asili ya vyakula.
"Kwa ujumla, kanuni ya vishikio vya elastomer inategemea vishikio vya mitambo," Franke alisema. "Lakini badala ya chuma ngumu au vifaa vya plastiki, elastomers laini hutekelezwa kama nyenzo ya kushikilia inapogusana na uso wa chakula."
Tofauti kuu ya pili ni kanuni ya kazi ya gripper.
"Kwa sababu ni vidole laini tu vilivyopinda kwa shinikizo, hakuna viungo au ujenzi unaofanana unaohitajika, na kufanya grippers hizi kuwa rahisi sana," alisema.
Labda kipengele muhimu zaidi, ingawa, ni muundo wake wa kompakt, ambao unaifanya kuwa chaguo bora kwa matumizi katika mazingira yenye mahitaji ya juu ya usafi.
"Muundo wa vishikio unaweza kusafishwa kikamilifu kwa sababu mashimo na mapengo yaliepukwa ambapo mabaki ya bidhaa yanaweza kukusanywa," Franke alisema.
Muundo huu hurahisisha kusafisha, ambayo ni bonasi kwa makampuni ya usindikaji wa chakula.
Ubunifu wa gripper ni matokeo ya mradi wa utafiti wa Ujerumani kutoka taasisi tatu tofauti za utafiti. Taasisi ya Ujerumani ya Teknolojia ya Chakula ilikuwa na wazo la mradi huo, pamoja na uzoefu kuhusiana na kukamata maombi ya chakula. Fraunhover AVV ilifanya ujenzi, na Taasisi ya Ujerumani ya Teknolojia ya Mpira ilichagua vifaa vya elastomer.