چالش‌ها و مزیت‌های استفاده از ربات‌ها به عنوان وسایل آشپزی

ربات ها به انسان این قابلیت را میدهند تا از انجام کارهای تکراری رهایی یابند. درهرحال با ورود به فضای همکاری با ربات‌ها، به حمایت مستقیم از انسان ها میپردازیم. پیشبینی میشود در آینده ربات‌ها با فضای آشپزخانه ترکیب شده و همچون دیگر وسایل کاربرد خاص و ویژه‌ای پیدا کنند.در این مقاله به سناریو‌های متفاوتی که ربات به انسان کمک میکند اشاره میکنیم، سپس چالش‌ها و مزیت‌های ورود ربات‌ها به فضای آشپزخانه را مشخص خواهیم کرد.

مقدمه:
برای دهه‌ها ربات‌ها در صنعت برای سرهم‌بندی محصولات با دقت و سرعت بالا مورد استفاده قرار گرفتند. اگرچه در زمان کار کردن در قفس‌های استیلی محصور میشوند. اخیرا پیشرفت‌هایی در بحث رباتیک مشاهده شده که در طی آن انسان و ربات میتوانند در یک فضا باهم کار کنند. با این مثال میتوان انسان را در کار‌های با دقت بالا دقیق در جایی که به آن نیاز دارد حمایت کرد.

 کوبات(Cobot)‌ها میتوانند در فعالیت‌های دستی، با تامین قطعه مورد نیاز بعدی کمک کنند.

میتوان از کوبات ها برای اهداف توانبخشی به بیماران و کار در نزدیکی یا حتی برروی آنها استفاده کرد.

با نزدیکی و ارتباط بیشتر ربات با خانه و نزدیکی بیشتر آن‌ها، تصور میشود در آینده کوبات‌ها وارد فضای داخل خانه و محیط خانگی شوند.

با اینکه تحقیقات روباتیک بیشتر از دیدگاه انسان‌محور و فنی صورت میگیرد، اما در این متن بیشتر به موارد استفاده‌ای که ربات‌ها در جهت غنی‌سازی زندگی روزمره انسان تلاش میکنند پرداخته شده  و از بازگو کردن موضوعات مربوط به برعهده گرفتن مسئولیت‌های ناخوش‌آیند انسان توسط ربات‌ها امتناع شده است.

در حال حاضر مسیر خیلی طولانی از اولین قدم‌ها در جهت اتوماتیک‌‌سازی خانه‌ها طی کردیم.

برای مثال رباط هایی که کف اتاق را جارو میکنند، ربات‌هایی که چمن‌زنی میکنند یا استخر را تمیز میکنند بسیار رایج شده‌اند.  لوازم و وسایل منزل‌هایمان به هم متصل بوده و هوشمندانه در جهت رفع نیاز‌های ما برنامه‌ریزی شده‌اند و با آن‌ها سازگارند. در مسیر پیشرفته‌سازی تکنولوژی ربات‌ها، تلاش‌های متعددی برای اتوماتیک‌سازی سیستم آماده سازی غذا شکل گرفته است. برای مثال برخی از شرکت‌ها، از ربات‌های کوچک سیار،( QR) کد‌ها و یک رابط کاربری گرافیکی استفاده میکنند تا به صورت موثر به کاربران کمک کنند.

در محیط‌های خانگی ربات‌ها طوری برنامه‌ریزی شده‌اند که رفتاری شبیه به رفتار انسان داشته باشند.

کمک ربات‌ها در آشپزی:

در بحث آشپزی تمرکز بر مستقل سازی پخت و پز است با این حال تا کنون تلاشی در جهت استفاده از راه دور از ربات ها دیده نشده ، با این که این مورد استفاده رایج از ربات‌ها در زمینه‌های دیگر است.

تحقیقات قبلی نشان میدهد که از لحاظ فنی برای انسان ممکن است که در فضای کوچکی همچون آشپزخانه در کنار کوبات‌ها کار کند. بنابراین در اینباره طیف وسیعی از سناریو‌ها را بررسی میکنیم که در آن کوبات‌ها برای حمایت از انسان در بحث آشپزخانه‌ها و وظایف مربوط به آن استفاده میشوند. با این حال ، هنوز راه درازی در پیش است تا جنبه‌هایی از چشم انداز‌های ما به واقعیت تبدیل شوند ، هم از منظر طراحی فنی و هم از منظر تعامل بین انسان و ربات. در نتیجه فرصت ها و چالش‌هایی که باید حل شوند را عمیق‌تر مورد بحث قرار میدهیم. مهمتر از همه ، ایجاد اعتماد به فناوری، الگو‌های تعامل کافی برای همکاری انسان و ربات، یادگیری و تطبیق با الگوهای رفتاری انسان برای همکاری بی وقفه است.

سناریو‌ها:

یک یا چند بازوی رباتیک نصب شده در آشپزخانه میتواند انسان را در پخت و پز به طرق مختلف پشتیبانی کند. از یک طرف امکان پشتیبانی مستقیم در اتاق را برای انسان فراهم میکند، به عنوان مثال ، انجام وظایف بریدن یا هم زدن خورشت.

از طرف دیگر با برروزرسانی کوبات‌ها به فناوری حضور از راه دور ، امکانات جدیدی در جهت همکاری از راه دور ایجاد میشود.  به جای محدود شدن به مصرف یا تولید فقط محتوای دیجیتال ( به عنوان مثال تماشای یک ویدیو) کاربران میتوانند در فعالیت هایی شرکت کنند که نیاز به دستکاری فیزیکی اشیا دارند. در ادامه چندین سناریو از یک آشپزخانه ی هوشمند پیشرفته با کوبات را ادامه میدهیم.

 پشتیبانی All- cooking :

در ساده‌ترین و ابتدای‌تری حالت ممکن، یک کوبات آشپزخانه کاربرش را در حین پخت و پز پشتیبانی میکند یا کمک میکند، کار را سریعتر انجام دهند و یا بخش‌‎هایی از پخت و پز را به صورت کامل برعهده گیرند.

در این جا تصور میکنیم که کوبات میتواند وظایف ساده و ناخوشایند را انجام دهد ، برای مثال پیاز را خرد کند یا مواد داخل قابلمه را دائما به هم بزند. این کار به افرادی که برنامه‌ریزی زمانی پر مشغله‌ای دارند کمک میکند تا کار‌های وقت گیر را انجام ندهند و در زمان صرفه‌جویی کنند. بنابراین پشتیبانی ساده پخت و پز باعث می‌شود پخت غذای سالم و خانگی آسان شده و مصرف غذای بیرون و غیر خانگی کاهش یابد.

دستیار کمکی لایو از راه دور:

مشابه برنامه‌های  ARموجود، که به اپراتور‌های داخلی اجازه میدهد مشاوره‌های تخصصی را دریافت کنند، تصور میکنیم که کاربران میتوانند در کلاس‌های آشپزی که توسط متخصصین تغذیه و و سر آشپزان، از راه دور نظارت میشود، شرکت کنند و میتوانند مداخله کنند و شیوه‌ها را نشان دهند.

با این سناریو، ما از رویکرد نمایشی پیروی میکنیم که میتواند یادگیری را  قوی‌تر کند و کاربران را به جای صرفا تماشای یک ویدیوبه انجام اعمال اشپزی تشویق کند.

اقداماتی که از راه دور توسط سرآشپز یا مربی انجام میشود، در همان لحظه به ربات آشپزخانه محلی منتقل میشود. در چنین سناریو‌ای متصور میشویم آن مربی از راه دور نیز یک کوبات دارد که کار‌های سرآشپز را ضبط کرده و ربات محلی آن را انجام میدهد تا اقدامات را به کاربر نشان دهد.

آشپزی تعاملی از راه دور:

استفاده از یک دوربین که حرکات کاربر را در حین پخت و پز ضبط میکند، میتواند حرکات دقیق یک کوبات را در جای دیگری بازسازی کند، نه تنها حرکات کاربر مهم است، بلکه انتخاب مواد و کمیت نیز مهم است.

با این حال کوبات آشپزخانه میتواند دستور پخت غذا را بفهمد و در جای دیگری با حسگرهای اضافی دوباره ایجاد کند. این امکان همکاری از راه دور را فراهم می‌آورد. برای مثال ، دو دوست یا یک زوج میتوانند از راه دور با یکدیگر آشپزی کنند.

بازسازی دستورالعمل:

همه ما میدانیم که پختن غذا‌های سنتی، خانگی، مانند دستور غذای شکرگزاری، چقدر مشکل است. اغلب به سال‌ها تمرین نیاز دارد و بنابراین با گذشت زمان سنت‌ها از بین می روند.

با این حال سیستم بینایی کوبات‌ها می‌تواند حرکات و اقدامات سرآشپز‌ها را ردیابی کند و اجازه میدهد تا دستورالعمل‌ها به صورت فیزیکی ” ثبت شوند “، بنابراین میتوان آن‌ها را در هر زمان دوباره اجرا کرد. در این صورت همه میتوانند یک غذا را به همان روشی که در روز ضبط تهیه شده بود، درست کنند. این روش به شما این امکان را میدهد که دقیقا مانند مادر بزرگ، یک سرآشپز مشهور، یک رستوران، یا یک دوست یا یکی از عزیزان، غذا درست کنید. در نهایت میتوانیم یک پلتفرم دستور پخت، به روش اصلی و معتبر آن، به اشتراک بگذاریم.

مربی آشپزی:

بر اساس دستورالعمل‌های از پیش تعیین شده، سطح اتوماسیون میتواند متفاوت باشد، یعنی در مراحل اولیه، ربات بیشتر کار را انجام میدهد تا به “دانشجو” نشان دهد کار‌ها چطور انجام میشود، با گذشت زمان هر بار که دستور پخت میشود، ربات قسمت‌های بیشتری را به کاربر واگذار میکند تا اینکه فرایند را به طور کامل یاد بگیرد.

سرآشپز و آشپزی مستقل:

بعد ار سناریو‌های مشارکتی در آشپزخانه، گام بعدی فعال کردن پخت و پز کاملا مستقل با استفاده از کوبات است، (برای مثال : کوبات کیک پزی )

در این مرحله دستورالعمل‌ها فقط به صورت شفاهی به کوبات گفته میشود. در  اینجا مکالمه ای به سبک یک پیش‌خدمت متصور شود که میخواهد غذا را به روش دلخواه شما آماده کند.

فرصت‌ها و چالش‌ها:

در حالی که بازو‌های رباتیک عضو جدیدی از خانواده‌ها هستند، ما مجموعه‌ای از این سناریوها را با فرصت‌های زیادی برای جامعه ارائه کردیم. با این حال ما استدلال میکنیم که برای تبدیل شدن آن‌ها به واقعیت، طیف و سیعی از چالش‌ها باید در آینده مورد توجه قرار گیرند. برای اینکه کاربران بتوانند ربات‌های تعاملی را در خانه‌ی خود خریداری کنند و بپذیرند، نه تنها باید هزینه‌ها را بیشتر کاهش داد، بلکه باید از قابلیت پیش بینی وایمنی اطمینان حاصل شود. 

ایمنی در یک آشپزخانه مجهز به کوبات ضروری است، زیرا کار آشپزخانه شامل مراحل بل قوه خطرناک است. مخصوصا با غذای داغ، آب جوش و اجسام نوک تیز، باید با احتیاط رفتار شود.

برای این که کوبات بتواند مواد را برش دهد، باید تدارکاتی انجام شود تا کاربر را از خطر دور کند.

راه حل ساده، داشتن یک “منطقه برش” تعیین شده است که در آن ربات میتواند موادی را که کاربر نمیتواند به آن‌ها دسترسی پیدا کند، برای خرد کردن بردارد. با این حال این عمل با ماهیت کوبات در تضاد است. بنابر این ما استدلال میکنیم که برای انتقال مفهوم ایمنی و ایمنی الگولیتریتمی تعبیه شده در کوبات به اشکال بهتری از ارتباط با انسان‌ها نیاز داریم .

از آن جایی که سیستم های آینده نیاز به ارائه‌ی ایمنی دارند، باید افراد و اشیائ موجود در محیط راتشخیص دهد. برای مثال : در‌های باز و صندلی‌های جابه جا شده.

برای ضبط حرکات کاربر تعدادی مرجع تشخیص دهنده حالت بدن که توسط کامپیوتر‌های بر پایه‌ی بینایی کنترل میشوند وجود دارد. این‌ها میتوانند به یک کاربر خاص سازگار شوند همچنین میتوانند دوباره آموزش ببینند.

در اکثر آشپزخانه‌ها ، بسیاری از مواد و ابزار‌ها دارای مکان‌های کم و بیش مشخصی هستند. اینهارا میتوان توسط نرم افزار کنترل کننده ربات یاد گرفت، اما هرگز دقیقا در همان مکان نخواهند بود و اغلب چیز‌ها در جای خود قرار نمیگیرند. ما یک رویکرد ترکیبی را متصور هستیم ، که در آن، کاربر میتواند با استفاده از نشانه‌گیری در هوا، کوبات را در جهت درست روی یک شئ غیر قابل شناساسیی قرار دهد.

برای اطمینان از اینکه غذای داغ یا ظروف آشپزخانه بر زمین نمیریزند، ربات مجهز به گیره،های کافی است. به عنوان مثال : با تخم مرغ‌ها باید متفاوت از تخته برش رفتار کرد.

در حالی که گیر‌های مخصوص و اتوماتیک متصل به ربات‌ها از قبل وجود دارند، ما استدلال میکنیم که، راه حل ارزان‌تر و بهترنصب اداپتور‌ها جداگانه‌ای است که می توانند به ظروف آشپزخانه استاندارد متصل شوند و نقطه مشابهی را توزیع کنند که میتواند خیلی محکم متصل شود به وسیله یک اند افکتور چندکاره.

در حالی که گیره‌های اتوماتیک و مخصوص نصب شونده به ربات‌ها از پیش وجود دارند‌، ما تصور می کنیم که راه حل ارزان تر و بهتر نصب اداپتور‌های جداگانه‌ای است که میتوانند به ظروف آشپزخانه استاندارد متصل شوند و نقطه مشابهی را نمایش دهند که توسط یک اند افکتور چندکاره خیلی محکم متصل شوند.

ظاهر و حس یا همان رفتار یک ربات هنوز موضوعی است که به شدت قابل بحث است. امروزه اکثر سیستم‌ها برای انجام یک کار طراحی شدند، با این حال سیستم انسان‌محوری را از دست داده اند، در این جا تعدادی از زمینه ها را میبینیم که باید مورد توجه قرار بگیرند .

در حالی که برخی از کوبات‌ها با شخصیتی شبیه به انسان، طراحی شدند، اکثر آن‌ها مبتنی بر فناوری و تکنولوژی هستند.

جنبه‌ی دیگر این است که در فواصل رفتار‌های بین انسانی عمل کنیم که میتواند نقطه شروعی باشد برای تعاملات بهتر بین ربات و انسان  به طور خلاصه این کاراکتر سازی‌ها میتواند برای نسبت دادن به انسان تعریف شوند که بر تعاملات و همکاری بین انسان و روبات اثر زیادی میگذارد.

ما بر این باوریم که این چالش‌ها میبایست صورت بگیرند تا به فرایند اتوماتیک سازی کوبات‌های خانگی اجازه دهیم زندگی انسان‌ها را آسان‌تر کند و در عین حال تعاملات و ارتباطات بین انسان‌ها و رفاه عمومی آن‌ها را بهبود بخشد.

از منظری دیگر، کوبات‌ها به عنوان وسایل آشپزخانه میتوانند افراد را در انجام اموری که خود انسان‌ها به تنهایی قادر به انجام آن نیستند و یا برایشان سخت است، حمایت کنند.

از طرفی دیگر آشپزخانه‌های هوشمند، مشکل دسترسی دارند. با این حال همانطور که کوبات‌ها میتوانند به انسان کمک کنند، میتوانند غیر قابل دسترس نیز بشوند.

تصور میکنیم که در آینده ضروری است که یک تعامل چند وجهی فراهم کنیم تا کوبات‌ها از پتانسیل کامل خود در بحث وسایل آشپزخانه، استفاده کنند.

نتیجه:

در حال حاضر شاهد تغیرات روبات‌ها در جهت بر عهده گرفتن وظایف تکراری و خطرناک از انسان‌ها و کمک به آن‌ها هستیم، همچنین کوبات‌ها در تلاشند تعاملات ربات – انسان و یا حتی انسان-انسان را بهبود بخشند.

در این مقاله ، ما به جایگاه ویژه‌ی کوبات‌ها در بحث وسایل آشپزخانه پرداختیم. ابتدا در مورد مزیت های عالی این رویداد 6 سناریو متفاوت ، که در آن کوبات میتواند به انسان کمک کند، را  توصیف کردیم  برای مثال : رژیم غذایی سالم ، سپس چالش‌هایی که در مسیرمحقق سازی این سناریو‌ها وجود داشت را مورد بحث و بررسی قرار دادیم.

در حالی که ما استدلال میکنیم که چالش‌های ارائه شده نیازمند تلاش مستدام است، در مرحله بعدی، تلاش میکنیم محیطی آزمایشی برای کوبات‌های آشپزخانه‌ای فراهم سازیم.

وقتی که تعامل بین انسان و ربات به طور کامل طراحی و اجرا میشود، ما معتقدیم اتوماسیون کوبات‌های خانگی زندگی مردم را آسان میکند، ارتباط ، تعامل و رفاه عمومی را بهبود میبخشد.

نویسندگان و منابع : Carl Oechsner1 , Sven Mayer1 and Andreas Butz1، 1 LMU Munich, Frauenlobstr. 7a, Munich, 80337, German

مترجم:سرکارخانم درخشانی