中式烹饪工艺的自动化和智能化研究

本项目针对中国菜肴自动烹饪机器人，进行烹饪关键工艺的机理和智能化、自动化的实现方法研究，我们选择烹饪工艺中最关键的灶上动作和火候作为烹饪机理研究的对象，通过对传统烹饪灶上动作的运动学、动力学分析，建立烹饪工艺动作仿真模型。通过对火候与菜肴成熟度、营养损失率等关系的研究，建立火候热传递的数学模型。根据烹饪动作机理的分析，设计自动烹饪机器人的锅具运动的机构，并能实现人工动作需要完成的工艺目标。根据火候机理的研究，设计火候自动调节和控制系统，开发与菜肴对应的火候控制软件。特色之处在于首次将烹饪科学与机电科学、信息科学相结合，不仅将人工动作转化成机器动作，还能对人工都很难把握的火候进行自动控制，其研究结果将解决烹饪机器人中最核心的技术难题。考核指标是建立动作仿真模型，建立火候传递与原料成熟之间的数学模型，设计新一代机器人运动和控制机构，并在餐馆专用自动烹饪机器人样机上进行应用。

民以食为天。随着现代科学技术的发展，人们的生活水平不断的提高，从而以人为基础所带来的服务业越发的科技化、自动化和智能化。本文所研究的烹饪机器人技术是当下机器人领域研究的重要方向。1994年著名科学家钱学森就提出并预言了中国烹饪工业化的发展思路，将是“吃的产业革命”。2006年世界第一台烹饪机器人诞生，然而，该烹饪机器人在实现烹饪工艺的程度和效果方面还存在一定的不足。因此如何实现传统烹饪工艺动作的、控制关键技术，建立烹饪工艺动作的模型和转换平台，为机器人更加自动化和智能化操作提供科学的参考依据成文本文研究的重点。. 本文研究主要包括烹饪加热成熟过程中关键工艺的机理和烹饪加热成熟过程中关键工艺的机电控制实现和自动控制方法研究。课题研究得出：. 1、对中式烹饪加热成熟过程中的关键动作进行分解、提练与合成，提出了烹饪机器人可识别的有价值的知识模式。通过研究烹饪火候与烹饪效果研究，相继研究得出火候传递与烹饪菜品成熟度的关系参数，建立了火候与菜肴的综合效果关系的数学模型和火候与菜肴营养变化的关系模型，以及不同热处理与压力条件下烹饪菜肴（以牛排为例）的营养变化参数。. 2、研究得出烹饪加热成熟过程中烹饪关键工艺的实现参数和自动控制方法。首先对烹饪机器人在加热成熟过程中的动作机构进行设计，主要研究了锅具运动机构的设计、搅拌工具的设计与优化和烹饪机器人火候控制的关键系统。并在此基础上，以煮、炒、烧三类烹饪技法为代表，研究得出了火候控制与具体菜肴工艺时间和问题的核心参数。. 通过该课题的研究，进一步明确了中式烹饪在加热成熟过程中的关机机理参数，更详细地阐明了烹饪火候与菜肴之间的诸多关系参数和变化模型，这些核心参数的构建为自动烹饪机器人实现烹饪核心工艺参数的机电自动化控制提供了详实了科学依据。中国烹饪技艺作为世界范围内为之特色的工艺范畴，该项目的研究将进一步强化中式烹饪的自动化、智能化研究进程。