在現(xiàn)代社會，人們都已經(jīng)能夠希望了自己的廚房里擺放的各種設(shè)備——從烤面包機、微波爐到咖啡機等。而如果哥倫比亞大學(xué)機械工程教授Hod Lipson成功的話，我們的廚房可能又要迎來一位新成員——有可能顛覆我們做飯方式的3D食品打印機。在過去一年里，Lipson和他的學(xué)生們一直在開發(fā)一種3D食品打印機，這款機器可以通過計算機控制軟件制造出可食用的對象，而它使用的食材是可食用的面糊、凝膠、粉末和液體成分等。目前，研究團隊已經(jīng)開發(fā)出這款機器的原型，它看起來像一臺優(yōu)雅的咖啡機。

“食物打印機并不會取代傳統(tǒng)烹飪——它們也不會解決我們所有的營養(yǎng)需求或者做出我們想吃的所有飯菜。”Lipson說，這是一位在人工智能和數(shù)字制造領(lǐng)域有著開創(chuàng)性成就的科學(xué)家。“但是它們根據(jù)需要制造出各種定制的新鮮、營養(yǎng)食品，將數(shù)字食譜和冰箱里的基本營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化成健康的菜式來供應(yīng)我們的日常所需。我認為，這正是將個性化健康數(shù)據(jù)與廚房餐桌之間缺失的一環(huán)——它正是3D打印技術(shù)的殺手級應(yīng)用。”

據(jù)介紹，自從完成原型機之后，Lipson的團隊一直在不停地對其進行改進和測試——最重要的是讓3D打印機能夠“做飯”。Lipson指出，盡管他們肯定能夠在今年夏天讓這種技術(shù)工作，“但是將所有這些功能塞到一臺新機器，尤其是比我們現(xiàn)在使用的3D打印機更加緊湊的機器中，是一個巨大的挑戰(zhàn)。”據(jù)了解，這款3D打印機安裝有一只機械手，上面有8個插槽用于放置冷凍食品墨盒。學(xué)生們現(xiàn)在正致力于將一個紅外加熱元件裝到這個機械臂上。

據(jù)悉，Lipson在3D打印領(lǐng)域已經(jīng)有了20多年的經(jīng)驗，他也是首批研究多材料3D打印的研究人員之一，他一開始研究3D打印機電系統(tǒng)，后來又轉(zhuǎn)向了生物打印。最后，打印生物材料將他引向了食品打印，Lipson稱這是一個特別令人興奮的領(lǐng)域：“它觸及我們生活中非常基本的東西。我們永遠離不開做飯。但是，盡管技術(shù)和軟件已經(jīng)進入了我們生活的幾乎每一個方面，烹飪?nèi)匀皇欠浅！⒎浅Ｔ嫉摹覀內(nèi)匀辉谔鴦拥幕鹧嫔现箫垼拖裎覀儙浊昵暗淖嫦饶菢印Ｋ赃@是一個軟件尚未滲透的領(lǐng)域，而現(xiàn)在，這一切可能會發(fā)生變化。”

為了推動這種變化，Lipso的團隊正在與紐約的頂級烹飪學(xué)校——國際美食中心(ICC)合作。通過與ICC的食品技術(shù)總監(jiān)、烹飪協(xié)調(diào)員、大廚Hervé Malivert的密切合作，Lipso帶領(lǐng)了幾個研習(xí)班，以將ICC在烹飪上的創(chuàng)造性與Lipso的創(chuàng)造機器實驗室(CML)的技術(shù)知識結(jié)合起來，創(chuàng)造出一種新的食物——實現(xiàn)基本成分的全新組合，并形成當前廚師無法實現(xiàn)的質(zhì)感和幾何形狀。

Malivert希望能讓他的學(xué)生接觸到未來的食品和新食品技術(shù);而Lipson的目的則是探索和研究3D打印食品的潛力，以創(chuàng)造和記錄學(xué)生們設(shè)計的食譜，揭開2025年食物的面紗。

“工程師們已解決了3D打印如何發(fā)揮作用的問題，于是我們轉(zhuǎn)到了廚房專家這里來面對什么可以制造這一創(chuàng)造性的問題。”Lipson說。

Hod Lipson教授

除了與ICC的合作之外，Lipson今年春天還在哥大工程學(xué)院開了一門關(guān)于數(shù)字化制造的課程。超過32名學(xué)生，大部分是本科生，參加了這個重點是3D食品打印的試點課程。在學(xué)期結(jié)束時，他們展示了各種不一般的食品打印構(gòu)造。奶油奶酪是最受歡迎的選擇，因為它們很容易從3D打印機中擠出，并能很好地與其他成分混合。他計劃明年再次提供該課程。

Lipson希望到今年年底，他們的原型機能夠3D打印的更快、更準確，并希望能夠在打印的同時實現(xiàn)烹飪。不同于傳統(tǒng)的烤箱烹飪，他們的3D打印機將在不同的溫度下和持續(xù)時間里烹飪不同的成分，所有這些都將由計算機科學(xué)教授Eitan Grinspun正在開發(fā)的軟件來控制。

這款軟件是至關(guān)重要的，因為當下的3D打印機軟件更加關(guān)注的是設(shè)計和打印機器零件，而不是您的下一頓飯。“對于食物來說，這是錯誤的語言。”Lipson解釋說：“所以我們需要一種新語言，以便我們可以描述向3D打印機描述我們想要的。而且它必須便于那些不是工程師的人來創(chuàng)建數(shù)字食譜。”

據(jù)了解，Grinspun正在創(chuàng)建的軟件可以預(yù)測3D打印的形狀在經(jīng)過烹飪后的樣子。他的團隊正在開發(fā)一個體積材料模擬器，它可以考慮在加熱/冷卻條件下的熱轉(zhuǎn)移以及材料屬性的變化，實際上，目前他們正試圖數(shù)字化復(fù)制烤箱里烹飪的食物。