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哥伦比亚大学开发出食品3D打印机原型

导读: 在过去一年里,Lipson和他的学生们一直在开发一种3D食品打印机,这款机器可以通过计算机控制软件制造出可食用的对象,而它使用的食材是可食用的面糊、凝胶、粉末和液体成分等。

  在现代社会,人们都已经能够希望了自己的厨房里摆放的各种设备——从烤面包机、微波炉到咖啡机等。而如果哥伦比亚大学机械工程教授Hod Lipson成功的话,我们的厨房可能又要迎来一位新成员——有可能颠覆我们做饭方式的3D食品打印机。在过去一年里,Lipson和他的学生们一直在开发一种3D食品打印机,这款机器可以通过计算机控制软件制造出可食用的对象,而它使用的食材是可食用的面糊、凝胶、粉末和液体成分等。目前,研究团队已经开发出这款机器的原型,它看起来像一台优雅的咖啡机。

  “食物打印机并不会取代传统烹饪——它们也不会解决我们所有的营养需求或者做出我们想吃的所有饭菜。”Lipson说,这是一位在人工智能和数字制造领域有着开创性成就的科学家。“但是它们根据需要制造出各种定制的新鲜、营养食品,将数字食谱和冰箱里的基本营养成分转化成健康的菜式来供应我们的日常所需。我认为,这正是将个性化健康数据与厨房餐桌之间缺失的一环——它正是3D打印技术的杀手级应用。”

  据介绍,自从完成原型机之后,Lipson的团队一直在不停地对其进行改进和测试——最重要的是让3D打印机能够“做饭”。Lipson指出,尽管他们肯定能够在今年夏天让这种技术工作,“但是将所有这些功能塞到一台新机器,尤其是比我们现在使用的3D打印机更加紧凑的机器中,是一个巨大的挑战。”据了解,这款3D打印机安装有一只机械手,上面有8个插槽用于放置冷冻食品墨盒。学生们现在正致力于将一个红外加热元件装到这个机械臂上。

  据悉,Lipson在3D打印领域已经有了20多年的经验,他也是首批研究多材料3D打印的研究人员之一,他一开始研究3D打印机电系统,后来又转向了生物打印。最后,打印生物材料将他引向了食品打印,Lipson称这是一个特别令人兴奋的领域:“它触及我们生活中非常基本的东西。我们永远离不开做饭。但是,尽管技术和软件已经进入了我们生活的几乎每一个方面,烹饪仍然是非常、非常原始的——我们仍然在跳动的火焰上煮饭,就像我们几千年前的祖先那样。所以这是一个软件尚未渗透的领域,而现在,这一切可能会发生变化。”

  Lipso的一位学生3D打印的食物

  为了推动这种变化,Lipso的团队正在与纽约的顶级烹饪学校——国际美食中心(ICC)合作。通过与ICC的食品技术总监、烹饪协调员、大厨Hervé Malivert的密切合作,Lipso带领了几个研习班,以将ICC在烹饪上的创造性与Lipso的创造机器实验室(CML)的技术知识结合起来,创造出一种新的食物——实现基本成分的全新组合,并形成当前厨师无法实现的质感和几何形状。

  Malivert希望能让他的学生接触到未来的食品和新食品技术;而Lipson的目的则是探索和研究3D打印食品的潜力,以创造和记录学生们设计的食谱,揭开2025年食物的面纱。

  “工程师们已解决了3D打印如何发挥作用的问题,于是我们转到了厨房专家这里来面对什么可以制造这一创造性的问题。”Lipson说。

  Hod Lipson教授

  除了与ICC的合作之外,Lipson今年春天还在哥大工程学院开了一门关于数字化制造的课程。超过32名学生,大部分是本科生,参加了这个重点是3D食品打印的试点课程。在学期结束时,他们展示了各种不一般的食品打印构造。奶油奶酪是最受欢迎的选择,因为它们很容易从3D打印机中挤出,并能很好地与其他成分混合。他计划明年再次提供该课程。

  Lipson希望到今年年底,他们的原型机能够3D打印的更快、更准确,并希望能够在打印的同时实现烹饪。不同于传统的烤箱烹饪,他们的3D打印机将在不同的温度下和持续时间里烹饪不同的成分,所有这些都将由计算机科学教授Eitan Grinspun正在开发的软件来控制。

  这款软件是至关重要的,因为当下的3D打印机软件更加关注的是设计和打印机器零件,而不是您的下一顿饭。“对于食物来说,这是错误的语言。”Lipson解释说:“所以我们需要一种新语言,以便我们可以描述向3D打印机描述我们想要的。而且它必须便于那些不是工程师的人来创建数字食谱。”

  据了解,Grinspun正在创建的软件可以预测3D打印的形状在经过烹饪后的样子。他的团队正在开发一个体积材料模拟器,它可以考虑在加热/冷却条件下的热转移以及材料属性的变化,实际上,目前他们正试图数字化复制烤箱里烹饪的食物。

 

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