机器人炒菜，真的靠谱吗？上篇

　　随着自动化和智能技术的发展及广泛应用，机器人从最初仅在工业领域应用，开始逐渐渗入到了各种服务行业，近十年来市场上出现了大大小小多种中餐炒菜机器人，这些产品的开发者们，试图通过炒菜机器人来为餐饮行业赋能，或为家庭烹饪用户带来更多的方便。
　　但时至今日，不论是在餐饮门店，还是在家庭厨房，我们仍然很难见到炒菜机器人的＂身影＂，现有炒菜机器人的功能和使用体验离市场需求仍有一定距离。
　　用机器人炒菜靠谱吗？它到底能解决什么问题？现有产品为什么不能很好的满足市场需求？炒菜机器人应该向什么方向发展？本文在考察了目前市场上各类炒菜机器人产品的基础上，对这些大家关心的问题做一次全面的分析和梳理。
　　01中餐烹饪其实很复杂！
　　1.什么是烹饪？
　　＂烹＂就是煮的意思，＂饪＂是指熟的意思。烹饪就是：做饭做菜，烧煮食物。
　　笼统地说，烹饪是对食物原料进行热加工，将生的食物原料加工成熟的食品；具体地讲，烹饪是指对食物原料进行合理选择调配，加工治净，加热调味，使之成为色、香、味、形、质、养兼美的安全无害的、利于吸收、益人健康、强人体质的饭食菜品，既包括调味熟食，也包括调制生食。
　　2.中餐烹饪的技法种类
　　在中华文明几千年发展过程中，中餐烹饪产生出很多的烹饪方式，初步总结归纳有以下不同方式：
　　（1）用油传热：炒，煎，贴，烹，炸，熘，煸等。
　　（2）炒后水传热：熬，烩，焖，烧，扒等。
　　（3）用水传热：氽，涮，煮，炖，煨，焐等。
　　（4）用汽传热：蒸，鲊等。
　　（5）其它：卤，酱，熏，烤，炝，腌，拌，拔丝，焗等。
　　3 .中餐炒菜及工艺流程
　　在以上众多中餐烹饪方式中，炒是使用最多的方式，占到家庭烹饪菜肴的80%以上，占餐厅烹饪菜肴60%以上。而炒也是成熟最快、味道最香、营养保持较好的烹饪方式。但因为炒菜要求爆火急炒，对烹饪技艺的要求也是最高的。
　　中餐炒菜工艺流程分以下主要部分：
　　（1）食材准备。烹饪首先要有原料，又称为食材。好的烹饪要求有新鲜优质的食材。食材准备包括选（选材）、洗（清洗）、切（刀工）、配（配比），有些还需要预制，比如提前腌制、发泡、过油、过水等。
　　（2）油、调味料、勾芡液的准备。要选择适合烹饪的油料、各种调味料（如：盐、糖、花椒粉、胡椒粉、五香粉、大料f、十三香、料酒、生抽、老抽、蚝油、豆瓣酱、番茄酱、甜面酱等），这些是炒出美味不可或缺的部分。
　　（3）烹炒准备。就是要有炒菜的基础设施，首先要选择合适的热源（燃气炉具或电加热炉具），要能产生足够强的火力，使炒锅内的温度能达到相当的高温。其次是选择合适的锅具，导热好，热量分布均匀，重量合适。然后是厨师对火候（温度）的把控。
　　（4）烹炒过程。厨师根据对温度变化的判断及菜谱要求，决定油料、食材和调味料投放的次序和时间。再通过颠勺、刮铲（划散、翻转、压煸等）、移锅、调火，使锅内食材均匀受热，快速成熟，从而完成菜肴的烹制。有些菜需要分步烹制时，还要做些暂存周转的处理。最后达到菜肴成熟而不过熟，有锅气而不糊锅，有些菜肴在出锅时还要通过勾芡来使菜品成色鲜亮。
　　（5）菜肴出锅、装盘和摆盘。
　　（6）锅具、厨具及操作环境的清洗。
　　中餐炒菜所对应的技术主要包括：（1）刀工技术；（2）投料技术；（3）掌控火候技术；（4）上浆、挂糊、勾芡、泼汁等技术；（5）调味的时间和数量掌握技术；（6）颠勺、刮铲等翻炒技术；（7）装盘及摆盘技术等。
　　中餐小炒的＂锅气＂是炒菜成为主流菜肴的基础，也是现炒即食菜肴广受欢迎的主要原因。
　　4.影响中餐炒菜品质的主要因素
　　（1）食材的选材；好食材是烹制美味的基础。
　　（2）食材的刀工；刀工影响食材的成熟速度，影响食客的口感和观感。
　　（3）食材的预制；影响食材的入味及成熟时间。
　　（4）烹饪动作和火候控制（热源、锅具、刮铲、颠勺动作等）；是烹饪最关键的部分，影响食材受热的均匀和菜肴的成熟速度和程度。
　　（5）食材和调味料投放次序、数量和时点：影响菜肴的味道和对人的营养及健康。
　　中餐菜肴讲究烹调，＂烹＂体现在对火候的控制上，而＂调＂就是调味料的合理使用。＂火候＂是中国菜中最难处理也是最重要的因素。
　　02为什么需要炒菜机器人？
　　1.什么是机器人
　　机器人（Robot）是一种能够半自主或全自主工作的智能机器，具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂及重复性高的工作，提高工作效率，保证质量标准，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
　　国际标准化组织对机器人的定义是：一种能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务的机器。
　　机器人自上个世纪中期诞生，最初的几十年时间里主要应用在工业领域，从本世纪初才开始逐渐进入服务业，如扫地机器人、搬运机器人、迎宾机器人、消防机器人、巡逻机器人、手术机器人、陪伴机器人等。随着人口老龄化加速及青年一代择业观念的改变，机器人将被越来越多的应用到人类生活的方方面面。
　　2.炒菜机器人要解决的问题
　　炒菜是中餐烹饪技艺中相对复杂的技艺，在世界烹饪技艺中也称得上是最复杂的。所以，中餐炒菜的厨师是需要在专门的烹饪学校跟师傅长期学习和实践的。
　　中餐炒菜也是体力活，厨师要在烟熏火燎的环境中，每天与锅、铲、炉、灶及油、盐、酱、醋和各类食材打交道，大部分厨师的日常工作都是单调和重复性的，缺少挑战性，很容易导致职业疲倦。
　　因此，从本世纪初开始就不断有人尝试发明设计炒菜机器人。有些是从餐饮行业商业应用角度考虑的，有些则是从家用角度考虑的。炒菜机器人试图解决以下方面的问题：
　　商用方面
　　（1）解决餐厅厨师（及厨工）替代问题。其主要考虑解决的是厨师难招、厨师难管以及不断增长的厨师用工成本问题。
　　（2）解决炒菜品质的稳定问题（出品的一致性问题），尤其是连锁餐饮企业。
　　（3）解决餐厅菜肴品种经常更换问题（适应客户口味经常变化的需求）。
　　（4）解决行业的标准化和智能化问题，实现数字时代的产业升级，提高餐饮服务的效率和质量，降低总体运营成本，提升盈利水平。大大提高连锁餐饮企业对门店的把控能力。
　　（5）通过炒菜机器人靠近用户端的现炒，提升用户口感体验，弥补现有由央厨制作餐盒到终端复热的预制供餐模式导致的在口味、品质、营养等方面的损失。
　　（6）通过与食材供应链合作降低综合运营成本，减少门店用工及后厨面积，提升门店的运营效率，提高整体盈利能力。
　　家用方面
　　（1）解决大多数人不会炒菜、不愿意炒菜及没时间炒菜的问题。
　　（2）打通家庭餐饮与食材供应链的衔接，省去买、洗、切等相关繁琐的家务劳动。
　　（3）在家能享受到更好的餐饮体验，大厨品质，丰富品种、安全可靠，营养选择等。
　　（4）现炒即食菜肴在口感、营养和卫生安全等方面显著优于外卖快餐。
　　03炒菜机器人是怎么工作的？
　　1.炒菜机器人的设计思路
　　炒菜机器人主要解决的是在烹饪阶段的工作，基本涵盖以下方面：
　　（1）锅体及其加热的控制。锅体的形状和大小，锅体的材质（是否加特氟龙涂层），热源的选择，加热温度的控制等。
　　（2）食材投料的方式和控制。食材盒形状及装填方式，是否密封？如何实现分别投料？一次投一份菜的食材，还是多份菜的食材？
　　（3）油、水和调味品投料的方式和控制。调味品的状态（粉体、液体、酱料、勾芡汁等）、容器和投料控制方式。
　　（4）食材在锅体内翻转、划散的方式和控制。实现翻转的手段和控制方式。
　　（5）食材分步烹饪技艺要求的周转暂存。模仿厨师分步烹饪的技艺。
　　（6）完成烹饪后菜肴的装盘方式。是否可以自动装盘及出盘。
　　（7）烹饪结束后的清洗。包括锅体内清洗，及相关部件及区域的清洗。
　　（8）烹饪过程中的油烟处理。
　　（9）其它辅助设施。如油的预加热、水的加热（清洗）、油的回收（过油后回收及复用）、清洗污水及残渣的处理、菜盒的冷藏保鲜等。
　　（10）设备的操作屏、控制板及与管理系统和线上订餐系统的通信等。
　　2 .现有炒菜机器人设计的技术路线、特点和难点
　　炒菜机器人设计的技术路线在烹饪的不同阶段有不同的体现，具体差异如下：
　　锅体与刮铲方面：
　　（1）在传统炒锅上增加了自动旋转刮铲，有的是在锅的中央设置一个旋转刮铲，由锅体下面的电机驱动；有的是在锅盖上设置刮铲，电机在锅盖顶部，锅盖盖住锅体时可以通过刮铲旋转，起到搅拌及划散作用；也有设计成半圆柱体的锅体，靠旋转搅拌杆实现锅体内食材的翻转。这种设置都是在锅体固定的情况下烹饪，无法比拟厨师的颠勺技艺，刮铲的作用也非常有限。
　　（2）在传统炒锅上增加了两个机械臂，靠机械臂模仿厨师的颠勺动作。这种方式存在空间占用大、噪音大以及为提高系统稳定性而增加额外的配重等缺点，同时在烹饪过程中容易导致锅内食材飞溅出来。
　　（3）圆筒形状的锅体，上面开口，底部为平底或略带有弧度，有些底部设置有凸出的棱。圆筒可以围绕其中轴线自转，也可以在一个竖直的平面上翻转，投料和出菜时向上或向下翻转，炒菜时维持一个斜上的角度自转，在自转过程中依靠底棱而实现食材在锅体内有限的翻转。
　　圆筒形锅体因为没有刮铲设计，导致其清洗要靠水流和锅体内壁的特氟龙涂层，而特氟龙涂层在温度过高时会产生对人体有害的物质，所以这种锅体的温度通常被限制在260度以下，对一些需要用更高温度火候爆炒烹饪的菜品会无法支持。
　　（4）釜形的锅体。这种锅体实际上相当于传统炒锅和圆筒形锅体的整合，釜在旋转时像圆筒形锅体，可以通过改变旋转加速度而产生急停抛掷（相当于厨师颠勺）的效果，在其斜置时，其抛面又像传统炒锅一样，可使食材平铺，受热均匀。釜形锅体还可以配上可进出的刮铲，既可以辅助烹饪时的翻转和划散，也可以辅助烹饪后的锅体清洗。因为有了刮铲，所以釜体内不需要使用特氟龙涂层，可以实现大厨爆炒时的高温火候。
　　以上锅体目前基本上都是使用电感线圈围绕的电磁加热，其优点是可以精准控制和调节温度。
　　炒菜机器人的锅体和刮铲部分，是调控烹饪＂火候＂的关键因素，也是决定烹饪品质和效率的基础。
　　食材投放方面
　　（1）目前食材投放的方式有人工投料和自动投料两种，而自动投料又有分体式和一体式之分。所谓分体式投放，是食材料盒与设备没有集成为一体，投放时由外部的机械装置，将料盒内的食材分次投入锅体内。而一体式的食材投料，是将料盒置入到设备中，靠设备自身的机构，完成诸如撕膜、开盖、倾倒等动作。
　　（2）目前大多数食材投放都是一次只投放一个料盒，仅供烹饪一份菜使用。最近已经有了一次投放一组多个料盒，供连续烹饪多份菜肴的设备，使得炒菜机器人在无须人工干预情况下实现连续自动烹饪成为可能。
　　调味料投放方面
　　调味料投放是比较复杂的，因为中餐调味料种类繁多，而且通常需要在烹饪不同阶段（热油后、烹饪中、出锅前）投放。虽然目前也有多种复合调料包出现，但在炒菜方面无法达到传统烹饪技法所能实现的出品味道。
　　调味料除了品种多外，还因为其形态不同，容易导致在储放、输出、计量控制、防结块、防起拱、防沉淀、防堵塞、管道清洗等多方面出现问题。调味料若无法实现相对准确的定量投放，将直接影响到菜肴的口味和品质稳定性。
　　目前，有些炒菜机器人全部使用液体调味料（将盐、糖等粉末状变成盐水和糖水），有些则采取部分液体调味料加调味包（通常将调味包放入菜盒中，与最后投放的食材一起投入）。也有通过创新设计解决了全部粉料、液料、酱料及勾芡液的投放，可以支持全部投放与厨师保持一致的水平，这样可以炒制更丰富的菜肴品种。
　　炒菜机器人自带调味料投放系统还可以支持用户根据各自的口味偏好而进行有关口味方面的个性化选择和定制。
　　装盘及出菜方面
　　目前大部分炒菜机器人是在烹饪结束或即将结束时由人工放盘，然后炒锅（圆筒）翻转，把菜肴倒入盘中，有的需要人工再用锅铲等工具辅助扒一下。
　　也有使用盘库存放多个盘子，待烹饪即将结束时，通过设备内的机械臂将顶部的盘子移到出菜口下方，锅体自动翻转将菜肴全部倒入。装好盘的菜再通过机械臂自动推出，供用户完成自助取菜。
　　清洗方面
　　（1）锅体内的清洗一般采用高压水流清洗的方式，对于有涂层的锅体，每次烹饪后马上清洗，基本可以不影响下一份菜的烹饪。但如果糊锅或有勾芡等粘性物质时，仅靠水流清洗不一定能清洗彻底。
　　（2）有的锅体配备了刮铲，且刮铲可以与锅体内部形成线接触方式，可以配合高压水流清洗，有效解决焦糊物和粘性物冲洗不掉的问题。
　　（3）除了锅体内部的清洗外，还涉及烹饪环境中其它部分的清洗，如菜盒投料区域、装盘区域等，这些区域目前大部分是在一个单元烹饪任务完成后，由人工清理。也有通过封闭不同区域，加高压水喷头来实现自动清洗的。
　　（4）调味料管道也存在清洗问题，如果长时间不清洗会导致留存在管道中的材料变质，或粉末状调味料受潮结块影响投放量控制甚至完全失效。
　　（5）清洗后废水和废渣的处理。废水一般直接流入下水道，而废渣过滤后，在每个单元烹饪任务完成后进行人工清理。
　　油烟处理方面
　　油烟是中餐炒菜中必然出现的，目前的炒菜机器人本身并没有有效的油烟净化设置，通常都是借助抽油烟机的方式，通过烟道排出外面后再做处理。所不同的是，有些设备的烹饪部分并没有封闭设计，这会导致油烟在外部的弥散。而有些设备通过内部的壳体设计，可以把油烟封闭在壳体内，靠抽风设施全部吸走。
　　操作屏及控制部分
　　大部分炒菜机器人都设置了操作触屏，用于直观的菜谱选择和一些有关功率、口味等选择操作功能，同时显示菜品内容、图像、烹饪时间进度等信息。
　　而炒菜机器人的控制系统有专用控制板，也有用PLC控制的。
　　部分炒菜机器人可以通过WiFi或蓝牙模块实现与系统或手机端的连接，从而实现远程控制或用户自助操作。
　　其它辅助设计
　　（1）周转（暂存）装置，用于实现分步烹饪的技艺，如在将肉丝烹饪接近成熟时，先通过周转机构暂存在一边，设备继续投料烹饪其它食材，最后再将肉丝倒回锅体中，与其他食材一起达到最后的成熟、出锅。
　　（2）油预加热系统。可以在连续烹饪时，减少等待冷油入锅内升温的时间，马上启动食材的烹饪。可以显著提高烹饪效率，快速完成烹饪。
　　（3）加热水系统。可以支持用热水清洗设备，便于快速清洗掉油污，以及在连续烹饪过程中，清洗后仍保持锅体的温度。
　　（4）冷藏模块。供食材盒区域内冷藏保鲜的需要，适用于一次投放多组菜盒，在一个单元时间段内连续烹饪时，保证菜盒内食材的新鲜。
　　总结一下，中餐炒菜机器人的难点并不在能否炒熟菜上，而是在于能否炒出媲美专业厨师的烹饪品质上，在于能否达到及超过专业厨师的效率上，在于能否达到完全替代人工的效果上，以及在与食材供应链（菜盒制备运送）合作方面，能否使整体运作成本显著降低上。
　　3.现有炒菜机器人的种类和特点
　　按烹饪锅体进行分类，可以分成三种，分别是：锅加转铲炒菜机、转筒炒菜机器人和转釜炒菜机器人。
　　按每份烹饪份量，可以分为：单份机、中份机和大份机。单份机适合与1到2人用餐；中份机适用于单位团餐，一份可供10-15人分享；大份机往往用于中央厨房，主要用于大批量制作盒饭时的配菜。
　　按服务用户对象分，可以分为：家用型（包括社区、便利店）、商用快餐型、商用团餐型、商用央厨型。
　　——家用型每次烹饪一小份，可供一人食用或两人分享，机器人尺寸较小，可以放在台面上，单菜盒投放，单菜烹饪。
　　——商用快餐型一次可烹饪1-3单人份，可用于社会餐饮的各类门店。有些设备可实现多菜盒投放，连续自动烹饪，及提供自助取菜。
　　——商用团餐型一次烹饪10-15份（一大中盘），可供团餐中分餐、自选等多种形式的供菜。
　　——商用央厨型，专供中央厨房制作盒饭的配菜，每次烹饪几十公斤的菜肴。品质无法于小炒菜相比。（因属专用设备，本文不再详细讨论）
　　从烹饪品质方面看，单份菜的品质最好，因为受热集中且均匀，加热快，成熟快。当然，也与锅体加热温度及调味料种类密切有关。
　　由于篇幅限制，本篇只阐述了全文一半内容，下篇干货将主要陈述以下几个核心内容:炒菜机器人能用在哪里？炒菜机器人真的要＂靠谱＂、炒菜机器人需要食材供应链支持以及炒菜机器人未来可期！