باحثون بجامعة هونغ كونغ يطورون طابعة غذائية ثلاثية الأبعاد بتقنية الجرافين والذكاء الاصطناعي
طور باحثون في جامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا (HKUST) طابعة غذائية ثلاثية الأبعاد مبتكرة، تستخدم الجرافين والذكاء الاصطناعي لإنشاء هياكل غذائية معقدة. على عكس الطابعات الغذائية التقليدية التي تتطلب مرحلتين منفصلتين للطباعة والطهي – مما يزيد من خطر التلوث – فإن هذا النظام الجديد يجمع بين عمليتي البناء والطهي في آنٍ واحد، مما يعزز الكفاءة والنظافة.
تقنية تسخين مبتكرة بكفاءة طاقة عالية
تعتمد الطابعة على مُسخّن يعمل بالأشعة تحت الحمراء بتقنية الجرافين المحفّز بالليزر (LIG)، مما يتيح تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة. تصل درجة حرارة السطح إلى 137 درجة مئوية (278.6 فهرنهايت) مع استهلاك طاقة لا يتجاوز 14 واط، وهو أقل بكثير من استهلاك الأفران التقليدية. عند اختبارها على عجينة البسكويت النشوية، قامت الطابعة بطهي كل طبقة فور طباعتها، مما منع التشوه وقلّل من نمو البكتيريا.
تحسين جودة الطعام وسلامته
أظهرت الدراسات أن العينات المطهية بالأشعة تحت الحمراء تحافظ على بنيتها الداخلية بشكل أفضل من تلك المخبوزة في الأفران التقليدية. أكدت تحليلات الأشعة السينية تجانس المسام داخل العجينة. تعزز هذه التقنية سلامة الأغذية، وكفاءة الطاقة، وسهولة الاستخدام، مما يجعلها مثالية للاستخدام في المطاعم والمخابز وحتى في القطاعات الصحية، حيث يكون التحكم الدقيق في المكونات أمرًا ضروريًا.
آفاق جديدة في الطباعة الغذائية الذكية
يتيح هذا النظام المتطور، المعتمد على الذكاء الاصطناعي، إمكانات واسعة في مجال الإنتاج الغذائي الآلي، مما يمكّن الشركات من إعداد وجبات مخصصة دون الحاجة إلى خبرة تقنية متقدمة.
ما هي الطابعة الغذائية ثلاثية الأبعاد وكيف تعمل؟
الطابعة الغذائية ثلاثية الأبعاد هي جهاز يستخدم تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء أشكال وهياكل غذائية معقدة عن طريق تكديس طبقات من المكونات الغذائية بطريقة منظمة ودقيقة. تشبه هذه الطابعات الطابعات ثلاثية الأبعاد المستخدمة في تصنيع البلاستيك أو المعادن، لكنها بدلاً من ذلك تستخدم مواد غذائية قابلة للطباعة، مثل العجائن، الشوكولاتة، الجبن، أو حتى البروتينات النباتية.
كيف تعمل الطابعة الغذائية ثلاثية الأبعاد؟
- إعداد المكونات: يتم تحميل الطابعة بمكونات غذائية خاصة، مثل عجينة البسكويت، معجون الشوكولاتة، أو حتى مواد هلامية تحتوي على بروتينات أو خضروات مهروسة.
- تصميم الشكل المطلوب: يتم تصميم شكل الطعام رقميًا باستخدام برنامج تصميم ثلاثي الأبعاد (CAD). يمكن للمستخدم اختيار شكل بسيط أو معقد مثل كعكة مزخرفة، بيتزا، أو حتى لحوم مطبوعة من بروتين نباتي.
- الطباعة ثلاثية الأبعاد: تقوم الطابعة ببثق المكونات عبر فوهات دقيقة وتكديسها طبقة فوق طبقة حتى يكتمل الشكل النهائي للطعام.
- الطهي الفوري (في الطابعات المتقدمة مثل النموذج الجديد من HKUST): بعض الطابعات الحديثة، مثل الطابعة التي طورها باحثو جامعة هونغ كونغ للعلوم والتكنولوجيا، لا تقوم فقط بطباعة الطعام بل تطهيه أيضًا باستخدام الأشعة تحت الحمراء، مما يسمح للطعام بأن يكون جاهزًا للأكل فور طباعته.
ما الفرق بين الطابعات الغذائية التقليدية والطابعات الذكية؟
- الطابعات التقليدية: تقوم فقط بطباعة الطعام، ويحتاج المستخدم إلى طهيه لاحقًا في الفرن أو المقلاة.
- الطابعات الذكية (مثل الطابعة الجديدة من HKUST): تطبع وتطبخ الطعام في نفس الوقت، مما يقلل من خطر التلوث ويوفر الوقت والطاقة.
أين تُستخدم الطابعات الغذائية؟
- في المطاعم والمخابز لإعداد أطعمة مخصصة وأشكال معقدة بسهولة.
- في المستشفيات ودور الرعاية لإعداد وجبات ذات قوام مناسب للمرضى الذين يعانون من صعوبة في المضغ أو البلع.
- في صناعة الغذاء المستقبلية مثل إنتاج لحوم نباتية بديلة بتقنيات متطورة.
- في استكشاف الفضاء، حيث يمكن استخدامها لإنتاج وجبات رواد الفضاء بطريقة فعالة ومستدامة.
ما الفائدة من الطابعات الغذائية؟
- تخصيص الطعام: يمكن ضبط كمية المكونات وفقًا للذوق أو الاحتياجات الصحية.
- تقليل الهدر: يتم استخدام الكمية الدقيقة من المكونات، مما يقلل الفاقد الغذائي.
- إنتاج أشكال معقدة بسهولة: يمكن للطابعة إنشاء أشكال هندسية دقيقة لا يمكن تحقيقها يدويًا بسهولة.
- تحسين الأمان الغذائي: يقلل الجمع بين الطباعة والطهي من فرص التلوث البكتيري.
- كفاءة الطاقة: بعض الطابعات تستخدم طاقة أقل بكثير من الأفران التقليدية.
هذه التقنية ليست مجرد فكرة مستقبلية، بل بدأت بالفعل تدخل الأسواق العالمية، ومن المتوقع أن تحدث ثورة في طريقة تحضير الطعام في المستقبل القريب، لتفتح آفاقاً واسعة نحو مستقبل أكثر تخصيصاً واستدامة في عالم الغذاء.