“Xem robot in bánh cheese 3D ngon tuyệt vời này”

Hầu hết mọi người đã ít nhất một lần tưởng tượng sẽ tuyệt vời như thế nào khi tạo ra bất kỳ món ăn mong muốn nào chỉ bằng một nút nhấn. Điều đó có thể không còn xa nữa — nhờ in 3D, bạn có thể sớm sở hữu một chiếc máy như vậy. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia đã phát triển một máy in 3D robot có thể in bánh pho mát và nhiều món ăn ngon khác chỉ bằng một nút nhấn. Họ đã tiết lộ các chi tiết của máy in thực phẩm trong một nghiên cứu được công bố gần đây.

Thật thú vị, máy in thực phẩm có công nghệ tương đối thấp về thiết kế phần cứng. Nó chỉ là một vài động cơ, một vài ốc vít để truyền động và một cơ chế ép đùn để giữ vật liệu. Tuy nhiên, sự phức tạp đến từ phía phần mềm.

Cùng với các thành phần cần thiết, người dùng cũng sẽ cần tải lên một thiết kế công thức kỹ thuật số để máy in hoạt động, trông khá đơn giản và dễ dàng hơn so với việc tự làm theo công thức.

Jonathan Blutinger, tác giả tương ứng của nghiên cứu và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Columbia Engineering, nói Khoa học ZME:

“Bất kỳ thực phẩm nào có thể được làm thành dạng sệt, lỏng hoặc bột đều có thể được bảo quản trong máy của chúng tôi (tức là thịt gà, thịt bò, rau củ xay nhuyễn, đồ ngọt, pho mát, ngũ cốc, v.v.). Sự tham gia của người dùng duy nhất xảy ra trước khi in. Ai đó cần thiết kế thực phẩm in, xử lý các tệp công thức kỹ thuật số và chuẩn bị tài liệu để in. Ngay khi chúng tôi nhấn “GO” trên máy, chúng tôi lùi lại và xem chiếc máy in hoạt động một cách kỳ diệu.”

Máy in thực phẩm 3D robot hoạt động như thế nào?

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy in 3D của họ để làm bánh pho mát. Đầu tiên, họ quyết định thiết kế công thức bánh pho mát của mình và sau đó đưa ra danh sách thành phần có liên quan. Họ đã mua tất cả các nguyên liệu (bao gồm chuối, bánh quy giòn graham, Nutella, kem phủ sương, mứt dâu tây, bơ đậu phộng và mưa phùn anh đào) từ cửa hàng tạp hóa. Một số vật liệu này không ở dạng dán hoặc có thể in được cũng trải qua quá trình xử lý thứ cấp.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy xay Vitamix để làm mềm các nguyên liệu cứng hoặc trộn chúng với một số chất phụ gia sẵn có để làm cho vật phẩm có thể in được. Tiếp theo, họ chạy tệp thiết kế thông qua một công cụ cắt lát tùy chỉnh để chuyển đổi mô hình xếp chồng 3D thành một bộ hướng dẫn cho máy, có thể được coi là tệp công thức kỹ thuật số. Vì vậy, máy hiện có một danh sách các vật liệu bạn có thể chọn để in và được hiệu chỉnh đầy đủ để in. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu tải lên “bản in” của họ và công việc của họ đã hoàn thành.

Máy tạo hình học in 3D bằng cách đùn các hạt bột nhão thực phẩm từ mỗi hộp mực của nó. Bằng cách di chuyển trong không gian trống, máy in sẽ theo dõi hình dạng, giống như bạn phủ kem lên bánh để trang trí. Máy in thực hiện việc này với từng thành phần liên tiếp cho đến khi tất cả chúng được xếp thành lớp dựa trên hướng dẫn từ tệp công thức kỹ thuật số.

Một chiếc bánh phô mai thơm ngon đã được chuẩn bị. Các tác giả nghiên cứu đã kiểm tra thêm món ăn để hiểu chi tiết về cấu trúc nhiều lớp của nó. Họ nhận ra rằng máy in 3D đã sử dụng bánh quy giòn graham làm nguyên liệu cơ bản để tạo các lớp bánh. Trong khi Nutella và bơ đậu phộng được sử dụng như một lớp hỗ trợ kết hợp chuối nghiền nhuyễn, mứt và các nguyên liệu mềm khác. Khi được hỏi về hương vị và chất lượng dinh dưỡng của bánh pho mát, Blutinger cho biết:

“Nguyên liệu làm bánh pho mát của chúng tôi không phải từ bánh pho mát thông thường mà nguyên liệu là những nguyên liệu mà bạn thường dùng để nấu ăn. Giá trị dinh dưỡng không được thống kê nhưng do thành phần khác nhau nên tôi cho rằng hàm lượng dinh dưỡng cũng khác nhau.” Ông nói thêm: “Ý tưởng đằng sau chiếc máy này là kết hợp phần mềm với thức ăn. Bằng cách đó, bạn tạo ra những khả năng.”

In thực phẩm 3D là “tất yếu”

Máy in 3D robot do nhóm nghiên cứu tại Đại học Columbia đề xuất không phải là hệ thống in thực phẩm đầu tiên. Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nghiên cứu các công nghệ tương tự. Vào tháng 2, một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Rutgers đã tiết lộ một máy in 3D có khả năng cung cấp kẹo sô cô la ít chất béo. Một số nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu thịt in 3D cho phép con người ăn thịt mà không cần giết mổ động vật. Hy vọng rằng công nghệ như vậy cũng sẽ chấm dứt hầu hết các hành vi ngược đãi động vật vẫn tiếp diễn trên hành tinh của chúng ta.

Ngoài ra, nói chung, in 3D phá hủy nguồn cung cấp nguyên liệu thô đang thay đổi được in. Theo các nhà nghiên cứu, khi áp dụng vào thực phẩm, nó sẽ đưa chủ sở hữu robot đến gần hơn với nguồn thực phẩm thô bằng cách cho phép họ tự sản xuất thực phẩm chất lượng cao tùy chỉnh từ đầu. Ngoài ra, đây cũng là một quy trình rất minh bạch vì bạn nhìn thấy mọi thứ “đi vào” và “đi ra” khỏi máy và bạn thực sự có thể đếm lượng calo trong các món ăn được in của mình thông qua thông tin có sẵn trong tệp công thức kỹ thuật số.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu vẫn cần đơn giản hóa quy trình, đặc biệt là về phần mềm vì một người bình thường không thể tự thiết kế món ăn và tạo công thức nấu ăn kỹ thuật số.

“Hiện tại, máy móc của chúng tôi hoạt động tốt nhất với nguyên liệu dạng sệt, nhưng chúng tôi đang nỗ lực hướng tới những cách hiệu quả hơn để bảo quản một số loại dầu và bột. Blutinger cho biết phần mềm thiết kế thực phẩm cũng không được sử dụng cho thực phẩm theo cách thông thường, vì vậy một môi trường để thiết kế thực phẩm dễ dàng hơn và một kho lưu trữ sẵn có các tài liệu có thể in được sẽ rất hữu ích trong tương lai,” Blutinger nói.

Khi được hỏi thêm liệu máy móc có nhằm mục đích thay thế con người trong nhà bếp hay không, các tác giả nghiên cứu giải thích rằng công nghệ này là tất yếu nhưng họ không coi nó là giải quyết vấn đề mà nó tạo ra cơ hội. Máy in 3D rô-bốt này sẽ cho phép mọi người tạo ra các cách kết hợp hương vị và món ăn mới. Thay vì thay thế con người trong nhà bếp, nó sẽ chỉ bổ sung và cung cấp các cơ hội và khả năng thực phẩm mới.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí thiên nhiên.