Robot skjærer ut fileter fra kyllingskroget

Altfor mye mat blir kastet underveis i produksjonen. En egen robot kan gjøre produksjonen av både fisk, grønnsaker og kjøtt mer lønnsom og miljøvennlig. 

Publisert

Om prosjektet

I prosjektet Cycle skal industri og forskere samarbeide om å utnytte mat som i dag ikke når butikkhyllene. Hvert ledd fra produksjon til prosessering skal forbedres – og hver ressurs skal utnyttes til siste trevl.

Prosjektet, som har en ramme på 50 millioner kroner over fire år, startet i 2013 og ledes av Sintef Fiskeri og havbruk.

Restråstoff fra sjømatindustrien i Norge i 2011 er anslått til 816 000 tonn, mens slakteavfallet fra kjøtt- og fjørfeindustrien utgjorde 220 000 tonn. Tallene understreker at dette prosjektet kommer til å bli viktig både for miljøet, samfunnet og økonomien. Nå skal forskerne bruke verktøy som sensorteknologi, robotisering og mer miljøvennlige prosesser for å utnytte både svinn fra produksjon og mat som forbrukerne i dag kaster.

Arbeidet med Cycle har bred politisk støtte: Ifølge Landbruks- og matdepartementet bør reduksjon av matavfall bli et av de høyest prioriterte miljøområdene både i Norge og globalt. Kretsløpstankegang med best mulig miljøvennlig utnyttelse av bioråstoff med verdiskaping som fokus, er et tema høyt på dagsorden både nasjonalt og globalt.

For å lese mer om prosjektet og se intervju med noen av prosjektpartnerne, så gå på prosjektets egen nettside: www.cycleweb.no.

Om roboten Gribbot

Slik lærer Gribbot å gripe kyllingfiletene nøyaktig:

Et transportsystem fester kyllingskroget og frakter kyllingen fram til 3D-maskinsyn og robot.

Robotarmen er utstyrt med gripeverktøy. Griperen består av to plater hvor den øverste er spiss og ettergivende for å muliggjøre skraping av kyllingfileten fra skroget. 3D-synet finner ut nøyaktig hvor roboten skal gripe fileten.

Når skroget skannes, identifiserer et spesialdesignet dataprogram griperpunktet. Dataprogrammet omsetter posisjonen til dette punktet til en robotbevegelse som fjerner fileten. I samme sekvens skrapes restene av kyllingfileten fra skroget, slik at alt kjøttet utnyttes. 

Vanligvis er det godt trente menneskehender som gjør jobben med å skjære ut brystfiletene fra kyllingskroget. Det er kanskje ikke så rart, for kyllingen er både sleip og glatt, og du skal ha blikk for kyllingens anatomi for ikke å skade kjøttet. 

Men i dag står en fiks ferdig robot på Sintef-laben. En robot som kan automatisere den samme produksjonsprosessen. 

– Målet vårt er å automatisere absolutt alt som kan automatiseres i en produksjonslinje for næringsmidler, sier Ekrem Misimi i Sintef. Og det gjelder ikke bare kylling, men alt fra grønnsaker og fisk til andre kjøttprodukter. 

Dette skal gjøre norsk matproduksjon mer bærekraftig. Det vil si mer mat og dermed penger ut av hver skrott. 

Robot med falkeblikk og silkelabb

Det er imidlertid ikke problemfritt å overlate slakterjobben til en robot, og ennå er det ingen som har klart dette, ifølge Misimi. Han er teknisk kybernetiker, har en doktorgrad i maskinsyn og har spesialisert seg på å gi roboter falkeblikk i tre dimensjoner. Rettere sagt blikk for kyllingens anatomi, som i dette tilfellet er utpekt som prøvekanin.

Dette er teamet bak Gribbot – verdens første robot som kan fjerne kyllingfilet fra et skrog – helt automatisk. Fra venstre Elling Ruud Øye, Ekrem Misimi og Aleksander Eilertsen. (Foto: TYD/Sintef)
Dette er teamet bak Gribbot – verdens første robot som kan fjerne kyllingfilet fra et skrog – helt automatisk. Fra venstre Elling Ruud Øye, Ekrem Misimi og Aleksander Eilertsen. (Foto: TYD/Sintef)

Resultatet så langt er altså roboten Gribbot, som har fått navnet fordi den kan minne om et fuglenebb.

Gribbot er godt utstyrt. Den har fått en gripehånd med spesialutviklede fingre og tredimensjonalt syn. Øynene har den lånt fra et 3D-kamera som ikke er ukjent for spillentusiaster, nemlig Microsoft Kinect 2.

Selve fileten er en fintfølende sak, og det er helt nødvendig at den behandles forsiktig slik at den ikke får merker etter robothånden. I denne prosessen er det viktig at robotens syn og gripehånden fungerer presist.

Blank og glatt

– Generelt er det veldig utfordrende å få en robot til å bearbeide biologisk råstoff, fordi vi er nødt til å automatisere noe som utføres av øvede mennesker. Råstoffet varierer også både i størrelse og egenskaper. En kyllingfilet kan lett deformeres og få skader, forklarer forskeren.

I tillegg er fileten et veldig reflekterende objekt, fordi den er så glatt. Det gjør det vanskelig å ta gode 3D-bilder med alle detaljer intakt. Kjøttet er også utfordrende å få tak på fordi det er så sleipt.

– Vi visste dette tidlig da vi begynte å forske, og var bestemt på å utvikle en tilpasningsdyktig løsning. Både som kan takle variasjonen i råstoffet og de mekaniske utfordringene med å fjerne fileten fra kyllingen, forteller Misimi.

Et transportsystem fester kyllingskroget og frakter kyllingen fram til 3D-maskinsyn og robot. (Foto: TYD/Sintef)
Et transportsystem fester kyllingskroget og frakter kyllingen fram til 3D-maskinsyn og robot. (Foto: TYD/Sintef)

Matematisk hjernekirurgi

Selve styringen av roboten er viktig. Algoritmen, altså den matematiske regnemodellen som utgjør robotens hjerne, sørger for at roboten kan utføre operasjonen på lik linje med et menneske.

For å kunne styre robotarmen nøyaktig fram til råstoffet ved hjelp av 3D-bildene, er det viktig at kameraet og roboten snakker samme språk.

– Koordinatene som maskinsynet finner, må med andre ord være forståelige for roboten i sitt koordinatsystem, forklarer forskeren. 

For å løse dette kalibreres roboten i forkant, slik at øye og hånd forstår hverandre.  

Utnytter mer av maten

Utviklingen av Gribbot har skjedd som et ledd i prosjektet Cycle. Hovedmålet er at å gjøre norsk matproduksjon mer lønnsom, mer miljøvennlig og mer effektiv. 

– I dag er det slik at nesten halvparten av maten som produseres aldri når forbrukeren på grunn av svinn langs produksjonskjeden. I tillegg til manglede teknologi for håndtering og bearbeiding av råstoffet, sier forskeren.

– Automatiseringen av dette arbeidet vil gjøre produksjonen raskere og mer effektiv. Det betyr at vi frigjør kapasitet hos produsenten, samtidig som vi tar vare på råstoffutnyttelsen. Når det gjelder kyllingfileten, så blir også den optimalt utnyttet. En fleksibel griper skraper skroget mens den river av fileten, for å utnytte mest mulig av kjøttet, forklarer Misimi.  

Tanken er å videreutvikle Gribbot i kommende prosjekter. Dette vil gjøre det mulig å utnytte kjøttet som blir igjen på kyllingskroget.