機器人「大廚」 制作完美煎蛋卷

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烹飪機器人在相對較短的時間內取得了長足的進步。雖然我們還沒有到甩手讓機器人為我們做所有工作的地步，但有一些機器人已經擁有了各種食物制作功能。然而，我們看到的大多是按照特定配方編程的烹飪機器人，而不是按照你的要求編程的烹飪機器人。或許有時候這些都是一樣的，但通常烹飪更多的是根據你的個人口味來調整食譜。

要讓個人烹飪機器人為我們制造我們喜歡的食物，他們需要能夠傾聽我們的反饋，了解反饋的含義，然後採取行動調整他們的食譜或技術，以達到預期的結果。這比簡單的說下一次少加些鹽更為龐雜。

在最近舉行的ICRA 2020大會上，來自英國劍橋大學的機器人專家們發表了一篇關於全自動端到端煎蛋卷烹飪機器人OmeletteBot的論文。該款機器人具備的新功能是，它可以根據不同的人對煎蛋卷的不同反應來優化其制作。

這是煎蛋卷的制作過程，可以看得非常清楚：

該款機器人的目標是通過幾個不同的指標來優化煎蛋卷的質量，而這些指標都是主觀的。在本例中，蛋卷是根據三個指標來評估的：口味、外觀和口感，每個指標為1到10。同時，機器人還可以調節各種不同的參數，包括鹽的攪拌、胡椒的攪拌、烹飪時間、鍋內攪拌時間和加熱時間。

解決這一問題的理想方法是讓一個人類盡可能地多參與，通過嘗試不斷調整參數，來制造出理想的煎蛋卷。但這一切非常困難的是，人類很快就會吃飽了，並且記憶時間很短，口味也經常變化。也許你吃第一個煎蛋卷的味道很好，所以你給它8/10的味道分，但如何保證下一個煎蛋卷的味道可以比這個更好呢？

研究人員採用了一種叫做分批處理貝葉斯優化（Bayesian optimization）的方法來解決這個問題。傳統的序貫貝葉斯優化方法是取每個煎蛋卷的人類得分，然後用它來修改下一個煎蛋卷的烹調過程，但這種方法並不奏效，因為人類的反饋是，正如研究人員告訴我們的那樣，「常常是模棱兩可的和相對的。」機器人只有在收集了所有的分數之後才運行優化過程，才能探索更多的變量組合，從而得到一個更好的最終結果。

更多細節，我們（作者，以下簡稱我）通過電子郵件與作者Kai Junge和Fumiya Iida進行了交談。

IEEE Spectrum：為什麼你決定用煎蛋卷代替煎餅或餅乾？

煎蛋卷是最受歡迎的菜肴之一，但就個人喜好而言，煎蛋卷的烹調方法有很多種。另一個考慮是烹飪本身的龐雜性。我們決定做煎蛋卷，因為它們對機器人來說不太難做。

當「最佳」答案（最佳煎蛋卷）對每個人都不一樣時，研究這樣一個主觀問題是否會令人沮喪？

現實世界中有很多問題，其中的「基本事實」是模棱兩可或波動的，就像人類對煎蛋卷的偏好一樣。我們發現解決這樣的問題是相當有趣和令人興奮的，而不是令人沮喪的。

你能描述一下未來這些將如何成為家庭烹飪機器人的重要工具嗎？

家庭烹飪機器人是一個真正的挑戰，因為其龐雜的操作性質。然而，在我們看來，在我們的論文提出的學習過程中應該有一些啟示。特別是，我們發現人類的品味可以用相當簡單的機器學習技術來描述，我們希望這種技術在不久的將來可以應用於許多廚房用具。

如果我在家裡有一個新的煎蛋卷烹飪機器人，我將如何通過你論文中的方法來達成我的最佳煎蛋卷？

嘗試多吃一些煎蛋卷，並且每次都給機器人反饋。機器人應該能夠根據反饋自動調整配方，get到您的偏好。

下一步要做什麼？

在機器人烹飪和廚房操作中的機器人自動化方面還有很多挑戰。我們正在努力解決一些問題，例如幫助機器人更靈活的操作食物和烹飪工具，幫助機器人配備更好的編程/學習方法來烹飪更龐雜的任務。普通家庭廚房也存在許多「痛點」，如食物準備、洗碗機裝卸、工作臺清潔、老年人和殘疾人的幫助等，這些都是我們下一步面臨的挑戰。

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