La robótica aporta un toque suave y de alta tecnología al procesamiento de alimentos

Las pinzas Soft Robotics son compatibles con la mayoría de los robots seguros para alimentos utilizados en muchas plantas de procesamiento.

Las innovaciones a menudo vienen de lugares y circunstancias inesperadas. En 2008-2009, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) lanzó un desafío a los roboticistas. DARPA quería que los robotistas crearan un robot que pudiera motivarse a sí mismo a una puerta, ponerse debajo de la puerta y motivarse a sí mismo. Este desafío llevó a un nuevo campo llamado robótica suave de un laboratorio de química, no robótica o ingeniería, en Harvard Univ. con una tubería que condujo a soluciones para la escasez de mano de obra en la industria de fabricación de alimentos.

 

Idea para la industria

Los robots tradicionales intentaron construir un robot de tipo transformador. Se motivaría a sí mismo a la puerta, luego, a través de enlaces, se rompería lo suficientemente bajo como para entrar por debajo de la puerta. Ninguno de estos enfoques tuvo éxito.

“Pero el departamento de química en Harvard Univ. También obtuve un premio “, dice Carl Vause, CEO de Soft Robotics, Bedford, Massachusetts. “No eran roboticistas, eran químicos. Entonces, tenían ciencia de los polímeros, tenían conocimientos de fluidos y decían: ‘Mira, un pulpo puede hacer esto. Podría caminar hasta una puerta y adelgazarse debajo, así que construyamos un pulpo robótico “.

El nuevo campo de la robótica suave creado en la Universidad de Harvard. laboratorio de química, y dirigido por George Whitesides, Ph.D., especializado en la construcción de estructuras robóticas a partir de materiales suaves y no rígidos. Los químicos de Harvard utilizaron la actuación de fluidos, la neumática y la hidráulica en polímeros estándar para construir el único robot que logró llegar a la puerta, gatear debajo de ella y alejarse.

El equipo de químicos de Harvard continuó trabajando en la tecnología y Whitesides, a través de la experiencia en la creación de compañías de biotecnología y farmacéuticas, comenzó a establecer contactos con sus contactos en la industria de los “productos duros”. Un amigo de un amigo contactó a Vause, cuya experiencia en el desarrollo de productos incluye trabajar con 3M y una compañía de dispositivos médicos, para sugerir una reunión con Whitesides para hablar sobre la nueva tecnología. Después de que Vause y Whitesides se conocieron, Vause estaba intrigada por la forma en que el robot interactuaba con su entorno y el efecto que la interacción podría tener en la solución de un problema con el que la comunidad de robots siempre había lidiado: desarrollar un robot para recoger elementos frágiles que varían en peso y tamaño.

“Este ha sido un gran problema porque tradicionalmente los robots han estado muy orientados a las tareas y si quieres que hagan algo diferente o hay una pequeña variación en el objeto, hay mucha programación, mucho tiempo de inactividad, a veces, un rediseño que tiene que tener lugar “, dice Vause. “Cuando observamos lo que llamamos entornos de baja estructura y no estructurados [variables dentro del entorno que cambian en tiempo real, como el tamaño y la forma de los objetos que se deben recoger], los robots no han podido trabajar en ese entorno porque hacen una tarea A, haz la tarea A, haz la tarea A. “

 

“Podemos manejar las chuletas de cerdo, podemos manejar el pescado, podemos manejar baquetas, pechugas con hueso, alas, esos artículos tradicionalmente realmente difíciles de recoger y empaquetar”. – Carl Vause, CEO de Soft Robotics

 

Vause vio el potencial que tenía la tecnología para permitir que los robots se adapten y trabajen en entornos más bajos y no estructurados. Vause y su equipo obtuvieron la licencia de la tecnología de Harvard, establecieron la empresa Soft Robotics en el verano de 2013 y trabajaron para llevar la tecnología al mercado. Una vez allí, la compañía comenzó a recibir llamadas de compañías de alimentos en busca de soluciones para la escasez de mano de obra, particularmente en el empaque.

“Las [compañías de alimentos] dijeron que estamos en un entorno refrigerado o en un congelador, tenemos objetos, ya sean tomates, cortes de carne o palillos de pollo, se dañan fácilmente, todos son de diferentes tamaños y pesos, y debemos asegurarnos de que podamos obtener este producto empaquetado. “Hemos probado robots, pero los robots simplemente no pudieron manejar nuestro producto”, dice Vause.

Una gran parte del potencial de Soft Robotics en la industria radica en su cumplimiento con el código de regulaciones federales (CFR) del gobierno de EE. UU. para Food Contact Packaging, su certificación con la FDA japonesa y su certificación para contacto directo con alimentos en la Unión Europea (UE). Las certificaciones permiten posibles aumentos en el saneamiento porque las manos humanas han tocado la comida una vez menos.

La certificación Good Manufacturing Practice (GMP) para la UE requiere una cadena de suministro completa y auditable para los materiales utilizados en la tecnología Soft Robotics. La forma en que se fabricaron los materiales y los pasos de fabricación desde el principio hasta el cliente aseguran que no se hayan introducido contaminantes o adulterantes.

“Eso es un proceso bastante complejo”, dice Vause. “Esa es la misma regulación que cubre la fabricación de dispositivos médicos”.

Soft Robotics comenzó en la industria alimentaria con sus primeras aplicaciones en el segmento de panadería en abril de 2016. La tecnología maneja productos horneados y masa cruda terminados y congelados. Luego, en 2017, comenzó a trabajar con una empresa en el empaque de muslos de pollo crudo.

“Eso es algo que se ha llevado al punto en el que ahora estamos haciendo carne fresca y congelada”, dice Vause. “Podemos manejar las chuletas de cerdo, podemos manejar el pescado, podemos manejar baquetas, pechugas con hueso, alas, esos elementos tradicionalmente realmente difíciles de recoger y empaquetar”.

Facilidad de integración

Al igual que con cualquier nueva tecnología aplicada a las empresas, las empresas deben saber que el retorno de la inversión (ROI) no solo existirá, sino que aumentará la línea de fondo lo suficiente como para garantizar el tiempo y los recursos necesarios para implementar la nueva tecnología.

“Lo más importante, incluso antes de pasar al entorno de producción de alguien, es lo que llamamos ‘capacidad de selección’”, dice Vause. “¿Puede el robot recoger el objeto? Lo que en algunas aplicaciones es muy difícil, por lo que hacemos mucho trabajo en carne y aves para el producto envasado en bolsas en el servicio de alimentos, y esos son objetos muy difíciles de recoger. Queremos demostrar que con nuestra tecnología, los robots podrán elegir esos objetos, de modo que es fácil de seleccionar, así de rápido. Al final, el retorno de la inversión se basará en la tasa. Son partes por turno ”.

Soft Robotics comienza el proceso con un estudio interno de la capacidad de recogida y la tasa. Si el fabricante opta por seguir adelante con la tecnología Soft Robotics, se puede adaptar a los robots existentes, o construirse desde cero en una nueva línea o planta nueva. Soft Robotics diseñó su tecnología para integrarse con la mayoría de los robots seguros para alimentos que ya están en uso. Vause dice que más de dos horas es mucho tiempo para que un robot integrado esté listo y en funcionamiento.

“Por lo tanto, el cliente no está obligado a usar una marca o modelo particular de robot. Pueden usar nuestro sistema en casi cualquier cosa que ya estén usando ”, dice Vause.

Soft Robotics aún se encuentra en las etapas piloto para el envasado de carnes y aves.

Para las construcciones de línea completa y los proyectos de construcción de plantas en tierra, las instalaciones emplearán un integrador de sistemas para manejar el transporte, la seguridad de los trabajadores y de los trabajadores, etc. Soft Robotics y el integrador de sistemas trabajarán juntos para crear una línea con la tecnología de Soft Robotics. El usuario final una línea completa que está lista para ejecutarse.

Además de las pinzas robóticas, Soft Robotics ofrece un sistema de visión y soluciones de inteligencia artificial (AI). Soft Robotics puede integrarlos en sistemas robóticos existentes que también requieren esas aplicaciones.

“En muchas de estas aplicaciones empleamos robótica guiada por la visión”, dice Vause. “Al empaquetar una cinta transportadora, utilizamos robótica guiada por visón, pero no es un problema de inteligencia artificial, solo se utilizan cámaras industriales estándar para identificar” es que un palillo, sí, recójalo, colóquelo de esta manera en la bandeja y empácelo. . Cuando nos metemos en entornos en los que hacemos envoltorios de pedidos de comestibles, o movemos artículos de un contenedor o una bolsa, como se verá en la entrega de comestibles, o en algunos de los kits de comida, eso requiere AI para hacerlo. . ”

Aplicaciones de proteínas

Soft Robotics aún se encuentra en las etapas piloto para el envasado de carne y aves, pero Vause y la industria creen que las oportunidades para aplicar la tecnología son enormes. Actualmente, Soft Robotics tiene líneas de panadería en todo el mundo que manejan productos frescos y congelados. Además, en la actualidad, los paquetes de la compañía producen artículos como lechuga, maíz y mazorcas de maíz, así como artículos de confitería como chocolates y dulces. Muchos de los sistemas actuales están en plena implementación y han estado funcionando las 24 horas del día durante más de dos años.

Independientemente de si el artículo es carne de res, pollo o cerdo frescos o congelados, Vause dice que sacarlos de un transportador y colocarlos en un paquete es actualmente la mejor aplicación para la tecnología de Soft Robotics.

“Es una solución que se puede implementar hoy y ahí es donde realmente escuchamos a nuestros clientes”, dice Vause. “Ahí es donde la escasez de mano de obra realmente está golpeando a casa para ellos. Está en las actividades de envasado.

Las pinzas Soft Robotics pueden recoger productos alimenticios delicados y colocarlos en un embalaje sin daños.

 

“Realmente vemos que el trabajo piloto que estamos haciendo en la carne de res puede ser replicado tanto en el cerdo como en el pollo para resolver realmente la crisis de mano de obra en la parte del empaque del proceso. Creemos que hay una gran oportunidad allí “.

Más allá del aspecto del empaquetado, Vause dice que los procesadores han preguntado acerca de la aplicación a puntos anteriores del proceso, como el corte y si los robots realizarán ese tipo de tareas. Vause está de acuerdo en que las ventajas de seguridad del trabajador, etc., ciertamente tienen sentido, pero no son realistas de inmediato.

“Creo que pasará un tiempo antes de que la comunidad de robótica, incluidos nosotros, podamos entenderlo completamente, pero creo que la robótica también llegará a ese paso del proceso”, dice.

Por ahora, Vause y Soft Robotics continuarán enfocándose en el área que se considera la más relevante en la actualidad, la escasez de mano de obra en el empaque.

“Esta es una solución que está disponible hoy y puede implementarse en una instalación de envasado de carne o pollo y ayudar a esos clientes a salir de inmediato”

Fuente: Agromeat

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