香港科技大學開發(fā)人工智能輔助食品3D打印解決方案

導讀：傳統(tǒng)食品3D打印方法通常伴隨著額外的后處理步驟，這些步驟可能導致食品成分外觀不佳、形狀不完美，甚至存在潛在的微生物污染風險。

2025年4月2日，南極熊獲悉，香港科技大學（HKUST）的研究人員開發(fā)了一種先進的人工智能輔助食品3D打印解決方案，將打印與紅外烹飪相結(jié)合，為更安全、更高效、外觀更美觀的食品生產(chǎn)鋪平了道路。

△相關(guān)研究已發(fā)表到《先進材料》雜志上，題目為“先進的食品3D打印與同時烹飪和生成式人工智能設計”（傳送門）

為了應對食品安全問題，香港科技大學綜合系統(tǒng)與設計學部 (ISD) 的團隊開發(fā)了一種人工智能增強系統(tǒng)，即使是計算機新手也可以輕松掌握3D打印設計過程。該系統(tǒng)將擠壓式打印與同步紅外加熱相結(jié)合，可即時烹飪復雜的淀粉類食品。在食品3D打印的過程中，研究者們采用了含有石墨烯材料的加熱器來進行烹飪步驟。這種精確的溫度管理對于烹飪淀粉類食品至關(guān)重要，因為它有助于保持食品在打印后保持預期的形狀和質(zhì)量。

△香港科技大學新型食品3D打印解決方案由人工智能輔助設計提供支持，采用生成算法和Python腳本來制作復雜的食物圖案

Mitch Li Guijun教授，研究團隊的負責人以及ISD的助理教授，表示：“這項創(chuàng)新技術(shù)簡化了食品生產(chǎn)流程，提升了食品質(zhì)量，并能夠滿足個人口味偏好。它有潛力改變食品在各種環(huán)境中的制備和供應方式，為未來提供個性化和視覺吸引力的食品鋪平道路。我們對這項技術(shù)能夠通過高效便捷的流程提供定制化、安全且美味食品的能力感到興奮。它標志著食品制作方式的重大進步。”

△利用人工智能成功將二維簡化圖像轉(zhuǎn)化為三維食品形狀進行打印流程示意

人工智能輔助食品3D打印解決方案

總的來說，此項研究解決了3D打印食品在保持形狀和避免二次污染等問題，為定制營養(yǎng)開辟了新的路徑（使有特殊飲食需求的人受益，包括吞咽困難患者）。從加強養(yǎng)老中心和中央廚房的膳食定制，到滿足特殊飲食需求，再到實現(xiàn)餐廳的創(chuàng)意烹飪體驗，該技術(shù)為各個行業(yè)提供了多功能解決方案。

Connie Lee Kong-Wai，論文的第一作者及香港科技大學的博士生，補充道：“我們重新構(gòu)想了食品3D打印的潛能，通過結(jié)合技術(shù)與烹飪創(chuàng)意，我們開發(fā)的尖端一體化食品3D打印技術(shù)有望徹底改變個性化食品的生產(chǎn)方式�！�

△研究人員對不同烹飪技術(shù)對淀粉基面團影響的比較研究

這項研究是用戶中心設計、機械工程、食品科學、化學以及人工智能等多領(lǐng)域合作的成果。通過這種跨學科的合作，匯集了不同領(lǐng)域的專業(yè)知識，共同應對食品3D打印領(lǐng)域所面臨的復雜挑戰(zhàn)。

展望未來，研究團隊計劃通過研究熱敏維生素的保存和優(yōu)化淀粉的消化率來改進該技術(shù)。未來的相關(guān)研究將著重于評估特定目標用戶群體（例如兒童或醫(yī)院護理人員）對這項技術(shù)的感官反應和接受程度。這樣的研究有助于調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)品，使它更貼近用戶的期望，并準備好進入市場進行商業(yè)化應用。