Роботизация пищеблоков образовательных учреждений в рамках повышения уровня экологической культуры

По данным Российской Академии Наук установлено, что современная система образования, по сравнению с их сверстниками 70-х гг. ХХ в., вызывает утомления школьников приводить к нарушению питания детей и подростков. Правильная система организации питания школьников является фундаментальной составляющей при реализации Концепции экологического образования. Неправильное или неполноценная организация питание детей и подростков является основным и мощным разрушающим фактором здоровья, которое впоследствии качественно влияет на образовательный процесс. Комбинаты школьного питания были призваны увеличить общий охват горячим питанием детей и подростков.

В 2020 г. начался новый этап реформы школьного питания, вступил в силу Федеральный закон [1], согласно которому все ученики начальных классов должны получать горячие питание. В 2021 г. разработан Проект типового стандарта организации горячего питания учащихся начальной школы. Согласно статистическим данным, в общей сложности питание получили около 7,7 млн. школьников. Среди одной из сложностей является устаревшая инфраструктура, отсутствие современных подходов и рост цен на продукты. По данным Роспотребнадзора, питанием обеспечено около 99,8% учащихся начальных классов во всех регионах. В то же время по-прежнему возникают вопросы по качеству такого питания.

Проблемы в первую очередь связаны с устаревшей материально-технической базой, а также с нехваткой квалифицированных специалистов в этой области, пояснили в Общественной палате. Главным вопросом становится безопасность и качество школьного питания, развитие инфраструктуры. Сейчас работа по модернизации школьных столовых, пищеблоков доста-

ШКОЛЬНОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ точно активная. Что такое современный пищеблок при реализации экологического образования? Это автоматизированное предприятие, где человеческий фактор сведен к минимуму. Автоматизация поточных бизнес-процессов в общепите и их автоматизированный контроль снижает влияние «человеческого фактора» на результат в разы и качественно повышает уровень питания школьников и способствует развитию экологического образования.

При формировании экологической культуры в школьной среде необходимо проанализировать возможности пищеблоков, понять, как будет осуществляться питание по сменам, подвоз продуктов и пр. Задача школы предоставить детям сбалансированное и правильное питание с учетом санитарных норм и экологисткой культуры. Здоровая пища влияет не только на физическое состояние, но и на интеллектуальное развитие напрямую, а также на формирование у школьников экологического вектора поведения.

В рамках развития интеллектуальной роботизации напрашивается очевидное решение для организации школьного питания с учетом экологической направленности, оснастить комбинаты школьного питания современными роботизированными коллабо-ративными комплексами, где человеческий фактор может быть достаточно оптимизирован. Важный момент, на который стоит обратить внимание, какую часть процесса приготовления блюд подлежит передачи роботизированным алгоритмам. Автоматизация может быть такой, которую никогда не увидит конечный пользователь. Роботизированный комплекс по автоматизации организации школьного питания соответствует задачам — Концепция экологического образования и Концепции развития регулирования отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники до 2024 г. [2].

Роботизированный коллаборативный комплекс создан для автоматизированной кухни, может состоять из различных роботов, согласно функциональным задачам. Необходимо роботизировать задачи:

• —    приготовление ассортимента блюд (робот-повар);

• —    организация передачи блюд из зоны готовки в зону раздачи (робот-помощник);

• —    организация подготовки блюд в зоне приема пищи для персональной раздачи и учета(робот-раздатчик);

• —    организация приема посуды для дальнейшей помывки (робот-уборщик).

Робот-повар, который занимается приготовлением пищи, представляет собой подвесную систему с двумя мобильными манипуляторами. Конструкция перемещается по потолку на рельсах, при этом необходимо заранее продумывать эргономику рабочего пространства в зоне приготовления пищи. В данной рабочей зоне робот может самостоятельно доставать продукты из холодильника, мыть, готовить и наводить порядок. На манипуляторе предусмотрена функция по смене насадок в зависимости от выполняемой операции, создана специальная площадка для хранения насадок. Правильным движениям и последовательностям операций на кухне робота обеспеченно с помощью алгоритмов, которые преобразовали в движения робота. Помимо готовых и уже записанных рецептов, робот может самостоятельно обучаться приготовлению различных, а также фирменных блюд. Происходить это благодаря встроенным камерам, также он способен обучаться. В будущем в ассортимент робот-повара можно будет удалено через интерфейс дополнять новыми рецептами, а в иных случаях направлять индивидуальные рецепты для получения заранее выбранного блюда.

Робот-помощник выполняет функцию доставки пищи из зоны приготовления в зону раздачи. Конструкция представляет собой манипулятор и само-движущую платформу. Робот-помощник оснащен различными датчиками и тревожной сиреной.

Робот-раздатчик, помимо выдачи школьного питания, обладает функций визуализации, проведения контроля и учета. Он идентифицирует учащегося, сопоставляет его данные со своей базой, в зависимости от медицинских показателей выдает соответствующей ассортимент пищи, учитывает наличие субсидии на питание, с бюджетом на лицевом счете учащегося, ведет его статистическую отчетность и сопоставляет с медицинскими рекомендациями.

Робот-уборщик в зоне приема пищи уберет столы и наводить порядок, с функцией контролируемого захвата, умеет аккуратно брать хрупкие предметы, переносить посуду. В дальнейшем происходить загрузка в посудомоечную машину.

Предлагаемое технологическое решение по роботизации пищеблока основано на совокупности двух составляющих: одна составляющая роботизированного комплекса выполняет основную задачу(робот-повар, робот-раздатчик) а другая выполняет вспомогательную задачу. Данное решение подтверждает концепцию использования разновидных роботизированных комплексов, при дополнении функционала, возможно увеличить количество роботизированных комплексов, что существенно повышает производительность технологического процесса, автоматизирует его и сокращает долю ручного труда с минимизаций человеческого фактора. В предлагаемом техническом решении интегрировали функциональности роботизированного комплекса. Пром-фактор роботизированного комплекса может в дальнейшим изменятся, для оптимизации технологического процесса.

Комплексное робототехническое решение позволяет роботизировать пищеблок детских и школьных учреждений, в рамках расширения экологической составляющей. За счет улучшения качества пищи и соответственно уменьшения количества пищевых отходов наблюдается качественное улучшение экологического фактора.

Главной составляющей роботизированного комплекса пищеблока является внедрения и реализация нового принципа создания многокритериальных систем автономного адаптивного управления на базе инновационной отечественной разработки нейросети нового поколения XAI и искусственного интеллекта ядра «ProfBI» (профессиональный бизнес-интеллект), согласно программе развития отечественного искусственного интеллекта [3]. На основе искусственных нейронов с расширенной функциональностью и способностью к дообучению происходит совершенствование роботизированного комплекса по функциональным задачам. В дальнейшем роботизированные комплексы, на базе адаптивного управления должны научиться самостоятельно связывать любые увиденные объекты и действия, автоматически определять, какие операции нужно выполнить. Нейросеть нового поколения XAI и программного приложения нейроядра «ProfBI» поможет додумывать сценарии даже в тех случаях, когда вводные данные будут изменены. Существенный минус предлагаемой разработки — необходимость заранее продумывать маршрут перемещения вспомогательных роботизированных комплексов.

Роботизированные пищеблоки могут применяться в различных образовательных учреждениях: колледжах, вузах и детских садах, учреждениях здравоохранения, центров соцзащиты, детские дома и психоневрологические интернаты, а также в различных государственных службах (МЧС, объекты Минобороны и пр.).

В процессе обучения школьники являются пользователям передовых высокоинтеллектуальных роботизированных решений, которые на первых ступенях образовательного процесса, являются основой для формирования экологической культуры.

Предлагаемое решение по роботизации приготовления блюд возможно масштабировать, в первую