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食物、屋子都能列印出來!看3D印表機的創新應用和面對的挑戰

2017-03-01

想像一下,當標榜「現點現做」的餐廳,不再是由廚師接單製作餐點,取而代之的是一台3D印表機,只需輸入點單,印表機便開始噴射原料,層層堆疊出作工精美的食物。

過去我們曾看過3D印表機印出玩具、機器人等物品,隨著3D列印技術日漸成熟,輸出的材質不再受限於塑膠或金屬,相關應用更是讓人驚豔,不論是擺盤精美的食物、造型獨特的住宅,全都可由3D列印完成。

本文四大重點介紹3D列印的創新應用及目前遭遇的挑戰1.餐具、餐點都是3D列印,Food Ink餐廳今年快閃台北。2.3D列印食物逼真,老人、NASA都受惠。3.蓋房子只需按一鍵,杜拜發展3D列印大城。4.材料受限、器材難用,3D列印普及仍有挑戰。

 

1.餐具、餐點都是3D列印,Food Ink餐廳今年快閃台北

3D列印食品剛推出時,所能使用的「墨水」原料僅限於糖、巧克力及麵團,可製作的食物有限。現在則進展至以新鮮蔬果打成泥製成原料,增添更多食物的選擇。

由荷蘭3D印表機製造商by flow成立的Food Ink團隊,2016年在倫敦推出全球首間提供3D列印食品的概念性餐廳。店內的桌椅、吊燈及餐具,以及從開胃菜至甜點的9道菜,全由3D印表機製成。即使這頓飯吃下來,需花費250英鎊(約台幣1萬元),依舊成功引爆話題。

3D列印食物的技術與3D印表機的使用大致相同,先透過電腦設定形狀,再由針頭擠出泥狀的食物,靠著層層堆疊形成食物的形狀,最後由廚師裝飾擺盤。

Food Ink在倫敦餐廳提供魚子醬、牛排、炸魚薯條等餐點,由於3D印表機的機械手臂穩定度比廚師的雙手更好,在製作作工精細的分子料理時可展現絕佳的技術。不過Food Ink公關經理Sasha Mather表示,「在列印肉類食品時必須通過衛生單位的檢驗,且要保留肉的紋理及口感,是較大的挑戰。」

Food Ink團隊集結建築師、藝術家、廚師、設計師及工程師,期待透過最新科技顛覆人們過去的飲食習慣及用餐經驗,搶先品嚐「未來的滋味」。Food Ink 2016年陸續在全球各大城市設立概念性的快閃餐廳,用餐採取預約制。根據該公司官網報導,台灣也是他們2017年鎖定快閃的城市之一,想嘗鮮別忘留意預約時間。

 

2.3D列印食物逼真,老人、NASA都受惠

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圖說:德國生技公司利用3D列印重現食物原形,讓吞嚥困難的老人也能享受美食。

(圖片擷取:3der.org

 

除了為高級餐廳製造話題,3D列印食品確實發揮功效。隨著老齡人口大幅增加,為解決吞嚥困難的老年人及病人,對泥狀食物失去胃口而造成營養不良的問題,歐盟2012年耗資3年300萬歐元投入自動化及個人化食品供應鏈的研究。

德國生物科技公司Biozoon 2010年起開始將雞肉、豌豆及紅蘿蔔等食材打成泥,加入些許吉利丁後,倒入雞腿等食物造型凍模中定型。以此種方式製作的餐點,既可看得到食物原形,又有入口即化的口感,廣受德國養老院歡迎,如今加上3D列印技術,又能有更多元的變化。

Biozoon的目標是將每餐所需的營養素與天然食材混合,用3D食物列表機印出客製化的食物,該公司研發主任Sandra Forstner表示,雖然要印出較複雜的3D食物還需要很多研究及測試,「但我絕對可以想像,未來類似3D列印食物的選擇會變得更為普遍」。

 

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圖說:3D列印pizza透過印表機噴嘴將麵團、番茄泥等原料擠出,造型逼真。

(圖片擷取:Digital Trends

 

對於長期在浩瀚宇宙旅行的太空人們來說,能吃到地球上的食物就很滿足。2003年在國際太空站服務的前太空人Ken Bowersox回憶,真空包裝食物吃久了,每個太空人想到重口味、帶有酥脆口感的食物就口水直流。

美國太空總署(NASA)為了讓長期出任務的太空人可以有效率、愉快的用餐,又能兼顧營養,2013年贊助德州研發公司 Systems and Materials Research Consultancy ,希望研發可穩定提供營養且種類多元的3D列印食物。

該公司研發可製作pizza的3D印表機,作法是將人類一天所需的營養素磨成粉後,透過機器列印成pizza,簡單加熱後就能讓太空人難得一嘗pizza餅皮酥脆的口感。研發人員Anjan Contractor表示,這種pizza完全沒有水分,至少可保存30年,適合一趟任務可能需要耗時數年的太空旅行。

可惜該公司還沒等到pizza上太空的日子,便被美國國會削減預算。Anjar Contractor與幾位友人不放棄3D列印食物的想法,另成立3D列印食物公司BeeHex,專門在演唱會、體育賽事及遊樂園等地提供客製化的3D列印pizza。顧客可透過BeeHexapp點餐及付款,從製作pizza到完成只需4分鐘,比廚師製作pizza的時間快5分鐘,大幅縮短在人潮擁擠場所等待食物的時間。

 

3.蓋房子只需按一鍵,杜拜發展3D列印大城

3D列印不僅顛覆大眾對飲食的想像,就連建築業也擋不住這股趨勢。杜拜建築科技公司Cazza聲稱,透過他們特別設計的3D列表機,可在一天內堆疊出200平方公尺的混凝土,效率比傳統建築方法高過一半以上。

美國南加州大學教授Behrokh Khoshnevis在2009年首次提出3D列印建築概念,此後受到各界廣泛的討論,尤其又以發展快速的杜拜最為重視此項技術。

杜拜目前已出現3D列印建築,還有3D列印的智慧棕櫚樹,樹葉以太陽能板製成,樹幹則有可提供充電服務及wifi訊號的設計。全力鑽研3D列印技術的杜拜,希望在2030年之前,成為城市中四分之一建築皆以3D列印完成的科技大城,而Cazza也是重要合作夥伴之一。

 

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圖說: 致力成為3D列印大城的杜拜,已出現3D列印的智慧棕櫚樹,提供手機充電及wifi上網服務。

(圖片擷取:3der.org)

 

3D列印建築將水泥等建材變成列印原料,由建築師將藍圖輸入後,便可透過噴嘴堆疊成形,不僅省時省力,還可避免不必要的建材浪費,以及建築裝修時產生的汙染、噪音等,使得越來越多公司有意發展此技術。

中國科技公司盈創2014年在24小時內印出超過10棟平房,以驚人效率成功躍上新聞版面,2016年也與伊拉克等戰亂中國家商討合作,透過3D列印房屋加速戰後重建速度。

 

 

荷蘭建築公司DUS 2013年打造一個3.5公尺高的3D印表機,開始在阿姆斯特丹的運河旁印製一棟有13個房間的運河屋,完工後將作為3D列印博物館,售票開放民眾一窺未來趨勢。該運河屋著重於使用不同環保建材,前美國總統歐巴馬曾於2014年慕名參觀。

從上述3間利用3D列印技術打造建築物的公司來看,盈創得在一處進行列印,再靠著工人運送印出物件至工地組裝,若組裝不佳,將使房屋出現更高風險,Cazza的秘密武器是可在工地現場列印的3D印表機,且印出的成品不會看到層層堆疊的痕跡。而DUS雖然有現場列印的技術,可是列印一棟運河屋耗時3年,因此Cazza自認在3D列印建築握有領先優勢。

 

4.材料受限、器材難用,3D列印普及有困難

儘管3D列印的應用越來越讓人大開眼界,但材料受限提高生產用品所帶來的風險以及3D印表機昂貴,依舊是目前遭遇的難題。

以3D列印食物來說,食物口感與傳統食物的差距,是消費者最大考量。畢竟若可以吃原形食物,誰會選擇將食物打成泥再印出來的3D列印食物?其次,3D列印食物相當耗時,無法短時間內大量製作食物,其他如食安、3D列印機花費過高,都成3D列印食物要普及的挑戰。

3D列印建築則有安全疑慮,蓋一棟房子不只需要混凝土,若3D列表機可裝載的原料「墨水」有限,將使得成品出現許多高風險的問題。雖然部分公司推出的住宅標榜具防震功能,不少人仍質疑其安全性是否通過國家標準。

另一方面,為了讓3D印表機變得更普及,2014年出現一股平價3D印表機潮流,價格從數百萬降至平均一台只需500美元,卻沒有得到熱烈迴響。因為家用3D印表機需要自行組裝、操作不易,若要印製精美物品還得升級至更高階機種,使得這股熱潮很快就歸於平靜。

隨著科技日新月異,預期3D列印將不斷克服挑戰,發展出更多創新應用,但是一般大眾是否已經準備好接受這樣的改變?若是你,敢吃3D列印食物、住在3D列印住宅嗎?

 

參考資料:

1.Is this the future of fine dining? Restaurant where all the food and even the table is 3D printed – but it will cost you £250 a head

2.Will the world’s next megacity drip out of a 3D printer?

3.3D PRINTING FOOD FOR AN ENTIRE RESTAURANT MENU

4.Gourmet’s Essential Guide to 3D Printed Food

5.13 Pros and Cons of 3D Printing

6.How 3D Printers Could Reinvent NASA Space Food

7.NASA wants astronauts to have 3D printed pizza, and this startup is building a printer to make it happen

8.Dubai Govt, US startup to team up for 3D printing

9.神奇!中國3D列印建築24小時內就可列印樓房

10.3D列印 印不出第三波工業革命

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