Cómo los Robots y la Inteligencia Artificial están transformando la industria alimentaria

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Cada vez más, los robots desempeñan un papel en cada paso de la cadena de suministro de alimentos, desde la agricultura hasta la fabricación, el envasado y la entrega. De hecho, nueve de cada 10 empresas de procesamiento y envasado de alimentos están utilizando robots para mejorar la seguridad alimentaria, disminuir las lesiones de los trabajadores y aumentar la eficiencia, según afirma un estudio reciente del Packaging Machinery Manufacturers Institute.

“Ha habido un gran crecimiento en el uso de la robótica y la automatización en la industria alimentaria”, dijo Bob Doyle, vicepresidente de la Asociación de Industrias Robóticas. Aunque gran parte de esta tecnología fue desarrollada para la industria automovilística, más industrias no tradicionales, incluyendo alimentos y bebidas, están empezando a adaptarse, emplear y beneficiarse de este tipo de sistemas de robótica, datos y visión.

Parte de la razón, explicó Doyle, es que la tecnología, que originalmente se desarrolló para recoger piezas de metal resistentes, se ha vuelto lo suficientemente sofisticada como para recoger elementos frágiles como tomates, huevos y barras de pan sin destruirlos.

Además de automatizar tareas repetitivas, Martial Hebert, profesor del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon, explicó que la robótica y la inteligencia artificial permiten a los fabricantes de alimentos rastrear productos y la demanda del consumidor, y luego ajustar la producción a esta demanda, en base a datos analíticos. Cuando las empresas pueden analizar mejor pasos importantes como la producción, el transporte y la refrigeración, dijo, también están en mejores condiciones para monitorear la seguridad de los alimentos, incluyendo si los alimentos se contaminaron inadvertidamente y dónde se enviaron y vendieron esos alimentos.

En los últimos años, varios grandes productores de alimentos hicieron fuertes inversiones en robótica. CMC Food, un productor de huevos en Fanwood, Nueva Jersey, por ejemplo, construyó una nueva instalación de producción en torno a la automatización. En la fábrica, CMC Food reemplazó a las personas que manipulaban los huevos con dos robots capaces de administrar más de 100.000 huevos por hora.

“En el pasado, los trabajadores tenían que poner 10 docenas de huevos a la vez en la máquina y también apilar las cajas terminadas al final”, dijo en un artículo de CNBC Michael Culley, presidente de CMC Food. “Ahora los robots manejan las partes pesadas”.

Y aunque los robots en su estado actual son excelentes para automatizar tareas repetitivas que no requieren mucha toma de decisiones, los investigadores reconocen que uno de los desafíos en la industria alimentaria es que, a menudo, el material o las tareas carecen de uniformidad.

“Los robots tradicionales han sido diseñados para realizar una única tarea de manera extremadamente eficiente”, desmintió Carl Vause, CEO de Soft Robotics Inc. “Pero cuando el artículo o la tarea cambian -como suele ser el caso en los alimentos- estas máquinas tradicionales necesitan ser reintegradas y reprogramadas, lo que puede llevar cientos de horas y una importante inversión de capital”.

Vause supervisa estos procesos variados en Soft Robotics, una compañía que diseña y fabrica pinzas robóticas hechas con material blando que les ayuda a manejar artículos de diferentes tamaños, formas y pesos. Sin embargo, según Vause, las industrias en general tienen un largo camino por recorrer para aprovechar este tipo de tecnología emergente. “Solo el 12 por ciento de las industrias no automotrices están automatizadas por robots porque los robots rígidos existentes no son capaces de resolver la manipulación de productos variables y tareas no estructuradas”.

Sin embargo, uno de los clientes de Soft Robotics ha encontrado la manera de ponerse al día. Durante años, Just Born Quality Confections, el fabricante de Peeps, luchó para encontrar una solución automatizada para acelerar la producción de sus golosinas de malvavisco sin dañar el producto. Eso fue hasta que Soft Robotics diseñó una solución personalizada para este producto único.

Pero los fabricantes de dulces no son el único fabricante de alimentos que recurre a la robótica para impulsar la producción mediante la identificación de ineficiencias en toda la empresa y la automatización de los procesos cuando corresponde.

El año pasado, el director de información de Kraft Heinz Co., Francesco Tinto, anunció los planes de la compañía para invertir en robótica e inteligencia artificial para seguir siendo competitivos. Le dijo al Wall Street Journal que la robótica ayudaría a la compañía a aumentar la eficiencia en el proceso de producción, mientras que la inteligencia artificial le permitiría a la compañía identificar el desperdicio y otras ineficiencias en la cadena de fabricación y suministro.

Además de abordar los problemas de eficiencia, los líderes en la industria de alimentos y bebidas están examinando cómo la robótica y la IA pueden reducir el desperdicio. Según el Departamento de Agricultura de EE. UU., Aproximadamente un tercio del suministro de alimentos de Estados Unidos sale mal.

Para empezar, no es raro que la comida se pudra en el campo porque no hay suficientes personas para recogerla. Según la Farm Labor Survey y el US Census of Agriculture, entre 2002 y 2014, California perdió casi el 40 por ciento de su fuerza laboral agrícola, una cifra asombrosa para un estado que produce un tercio de las verduras de los Estados Unidos y dos tercios de sus frutas y nueces.

Durante este tiempo, la New American Economy estimó pérdidas de hasta $ 3,000 millones en ingresos anuales debido al desperdicio de alimentos en los campos debido a este tipo de escasez de mano de obra agrícola.

Sin embargo, la robótica podría ofrecer una solución. “Al incorporar la robótica, los agricultores y las instalaciones de procesamiento están mejorando y satisfaciendo la necesidad de las empresas que no pueden encontrar personas para hacer estos trabajos sucios, aburridos o peligrosos”, dijo Doyle. Por ejemplo, Abundant Robotics, con sede en California, ha estado trabajando con la industria de la manzana durante los últimos cuatro años para automatizar la recolección de manzanas.

 

Los datos recopilados a través de la robótica y otras soluciones de inteligencia artificial también pueden ayudar a los productores de alimentos y fabricantes a detectar si los alimentos deben ser retirados de la cadena de suministro debido a la contaminación, explicó Doyle. “Si hay un retiro de alimentos, se sabe exactamente qué lote estaba potencialmente contaminado y dónde fue a parar esa comida”, dijo, eliminando la necesidad de desperdiciar alimentos que no estaban contaminados.

Esto es particularmente importante dado que hay alrededor de 70 millones de casos de enfermedades transmitidas por alimentos cada año en los Estados Unidos. Estas enfermedades resultan en aproximadamente 5,000 muertes relacionadas con alimentos, una estadística verificada por Artur W. Dubrawski, profesor de investigación en el Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon. En Carnegie Mellon, Dubrawski dirige un laboratorio de aprendizaje automático de 60 personas enfocado en el desarrollo de software de IA para ayudar al Departamento de Agricultura de EE. UU. A seguir cada paso de la cadena de suministro.

Juntos, el gobierno de Estados Unidos y la industria de la agricultura recopilan grandes cantidades de datos a través de la IA que pueden utilizarse para adelantarse o mitigar los grandes retiros de alimentos. Con esta información, dijo Dubrawski, la contaminación puede descubrirse antes de que tenga un gran impacto en el público.

Según el Stericycle Recall Index, “los productos alimenticios retirados por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Se dispararon un 92.7 por ciento desde 2012 y recuperaron libras reguladas por los EE.UU., que supervisa en gran medida la producción de carne, saltó 83.4 por ciento en el mismo período”.

A medida que la robótica y la IA se vuelven más sofisticadas, los expertos anticipan que su adopción en la industria de alimentos y bebidas solo crecerá. “Las aplicaciones de robótica se extenderán desde la cosecha, el procesamiento, los empaques primario y secundario, hasta el cumplimiento del pedido de comestibles”, dijo Vause.

Eventualmente, Vause predice que los robots trabajarán mano a mano con los humanos, ayudándolos a hacer mejor su trabajo. Al combinar el aprendizaje automático con robots que pueden manejar diversos materiales, los humanos podrán entrenarlos,  para manejar una variedad de objetos, mientras que la Inteligencia artifical ayudará a aumentar la eficiencia de la industria alimentaria y la seguridad pública.

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