Zamislite kako siđete za doručkom i umjesto da u toster stavite komad tosta i kuhate jaje, ubacite uložak u pisač. Minut ili dvije kasnije, dobili ste svježe muffine od banane i lanenog sjemena.
Zahvaljujući novoj vrsti 3D pisača za hranu, ispisani doručak nekoliko je koraka bliži stvarnosti za prosječnog potrošača.
"Tiskanje hrane možda je 'ubojica aplikacija' 3D ispisa", kaže Hod Lipson, koji je vodio stvaranje novog pisača. "To je potpuno neobilježen teritorij."
Lipson, profesor strojarstva na Sveučilištu Columbia, gotovo 20 godina proučava 3D tisak, radeći na ispisu stvari poput plastike, metala, elektronike i biomaterijala. Njegov rad na 3D tiskanju hrane proizašao je iz njegovog istraživanja tiskanja kompletnih 3D robota koji bi u teoriji mogli „krenuti s pisača“.
Da bi se postiglo takvo nešto, pisač mora biti u mogućnosti ispisati s mnogim materijalima istovremeno. Dok je eksperimentirao s izradom pisača iz više materijala, Lipson je primijetio da studenti u njegovom laboratoriju počinju koristiti hranu kao testni materijal.
"Koristili su tijesto za kolače, sir, čokoladu, sve vrste prehrambenih materijala koje možete pronaći u inženjerskom laboratoriju", kaže on. "U početku je to bila pomalo neozbiljna stvar. Ali kada su ljudi došli u laboratorij i pogledali ih, zapravo su se jako uzbudili zbog tiskanja hrane. "
Tako su Lipson i njegov tim počeli ozbiljnije gledati na to što mogu učiniti s hranom. Postoje dva osnovna pristupa 3D tiskanju hrane, objašnjava Lipson. Prva uključuje upotrebu pudera koji se tijekom postupka tiskanja vežu zajedno s tekućinom poput vode. Drugi - pristup koji koristi Lipsonov laboratorij - zasnovan je na ekstruziji, pomoću špriceva na kojima se nanose gelovi ili paste na određenim mjestima koja su određena softverskom "recepturom".
Lipsonov prototip uključuje infracrveni element za kuhanje, koji kuha različite dijelove tiskanog proizvoda u određeno vrijeme.
"Koristili smo sve vrste materijala s različitim stupnjevima uspjeha", kaže Lipson. „Ponekad su materijali konvencionalni - jaja, brašno, kolačko tijesto, sir, pesto, džem. Kremni sir je nešto što studenti vole puno raditi. "
Prototip pisača (Timothy Lee Photographers, Sveučilište Columbia) Oni su nedavno također surađivali s njujorškom kulinarskom školom, puštajući kuhare da se igraju oko prototipa kako bi vidjeli što će smisliti.
"Nekako su slomili stroj tako što su ga stvarno gurnuli do svojih granica", kaže Lipson. „Jedna stvar koju smo naučili je da je tiskanje u krem sira vrlo jednostavno, ali tiskanje u polenti i repe vrlo je teško. Ima ove zrnce u sebi, pa je s inženjerskog stajališta mnogo izazovnije.
Teško je i predvidjeti kako će se drugačija hrana sastojati u kombinaciji. Dovoljno je jednostavno stvoriti recepte na temelju pojedinačnih predmeta poput čokolade čija su svojstva dobro utvrđena. Ali kad počnete miješati stvari zajedno - miješanje, naravno da je temeljno za kuhanje - smjese mogu imati mnogo složenije ponašanje. Drugi je izazov pronalaženje vremena za kuhanje onog tijekom tiskanja. Ako ispisujete piramidu lososa i pire krumpir, losos i krumpir trebat će vrlo različita vremena i temperature kuhanja. Tim rješava ovaj problem softverskim dizajnom, radeći s računalnim znanstvenicima na stvaranju softvera koji će predvidjeti kako će izgledati konačni proizvod nakon kuhanja.
Tiskar Lipsonov tim nije jedini pisač hrane koji je razvijen posljednjih godina. No, iako su proizvodi poput CocoJet-a za ispis čokolade Hershey ili 3D gumbeni printer Magic Candy Factory s jednim sastojkom, ograničavaju njihovu upotrebu za širu javnost, Lipsonov je pisač jedinstven po tome što može istovremeno rukovati s mnogim sastojcima i kuhati ih u najboljem redu.,
Lipson smatra da pisač ima dvije glavne namjene za potrošače. Prvo, to bi mogao biti specijalni uređaj za kuhanje novih namirnica koje je teško postići bilo kojim drugim postupkom. Mogli biste ispisati, recimo, složeno tijesto koje je dizajnirao netko u Japanu, recept za koji nikada ne biste imali stručnost ili opremu da biste ga sami izradili. Lipson kaže da je mogao zamisliti da digitalni recepti idu viralan i šire se zemaljskim kuglom. Druga uporaba odnosi se na zdravu i ciljanu prehranu. Ljudi se već sve više zanimaju za osobne biometrije, prateći njihov krvni tlak, puls, sagorijevanje kalorija i još mnogo toga koristeći mobitele i računala. Ubuduće će biti moguće pratiti vlastito zdravlje mnogo detaljnije - šećer u krvi, potrebe za kalcijem ili trenutnu razinu vitamina D. Pisač bi tada mogao odgovoriti na te detalje prilagođenim obrokom, proizvedenim iz uloška sastojaka.
"Zamislite svijet u kojem doručak koji pojedete ima upravo ono što vam treba tog dana", kaže Lipson. "Vaš muffin ima, recimo, malo manje šećera, malo više kalcija."
Što se tiče toga kada bi pisač mogao biti dostupan potrošačima, Lipson kaže da je to više poslovni izazov nego tehnološki.
"Kako dobivate odobrenje FDA? Kako prodajete patrone? Tko je vlasnik recepta? Kako možete zaraditi od ovoga? ", Kaže on. "To je potpuno nov način razmišljanja o hrani. Vrlo je radikalan. "
Nedavna redizajn prototipa može približiti proizvod kao nešto što bi prosječan potrošač prihvatio. Prethodne verzije pisača bile su visoko tehnološke, pune cijevi i zabijajući mlaznice. Ljudi su ga teško zamislili na svojim kuhinjskim pultima.
Potom je jedan od Lipsonovih učenika imenovan Drim Stokhuijzen, industrijski dizajner, potpuno redizajnirao stroj, dajući mu elegantan izgled vrhunskog proizvođača kave.
"Njegov je dizajn tako lijep da ljudi prvi put kažu:" oh, vidim privlačnost tiskanja hrane. To je nešto što zapravo mogu koristiti ", kaže Lipson.
Iako Lipson ne misli da će 3D tiskanje hrane zamijeniti druge tehnike kuhanja, on misli da će to promijeniti revoluciju u kuhinji.
"Već tisućljećima kuhamo na isti način", kaže on. "Kuhanje je jedna od stvari koja se nije promijenila za vječnost. Još uvijek kuhamo na otvorenom plamenu poput pećinskih ljudi. Softver je prožimao gotovo svaki aspekt našeg života osim kuhanja. Onog trenutka kada softver uđe u bilo koje polje - od proizvodnje do komunikacije do glazbe, tako ga imenujete - ono se skida i obično transformira. Mislim da je tiskanje hrane jedan od načina na koji softver ulazi u našu kuhinju. "
