人工智能增强的3D打印以红外精度烹饪食物

香港科技大学（HKUST）的研究人员开发了一种尖端的人工智能辅助3D食品打印解决方案，将打印与红外烹饪相结合，为更安全、更高效、更具视觉吸引力的食品生产铺平了道路。这项名为“同步烹饪和生成人工智能设计的高级3D食品打印”的研究最近发表在《先进材料》杂志上

传统的3D食品打印方法通常需要额外的后处理步骤，这些步骤可能会产生令人不快的食品成分、不完美的形状，甚至潜在的微生物污染

为了应对这些挑战，香港科技大学综合系统与设计系（ISD）的团队开发了一种人工智能增强系统，该系统将基于挤压的打印与同时进行的红外加热相结合，用于快速烹饪复杂的淀粉基食品。他们使用石墨烯加热器进行烹饪，精确控制烹饪过程，确保淀粉基食品保持其预期的形状和质量

该系统由人工智能辅助设计支持，该设计采用生成算法和Python脚本来制作复杂的食物模式。通过利用人工智能，即使是计算机新手也可以访问设计过程

这项研究解决了形状保持和污染风险等问题，为定制营养开辟了令人兴奋的前景，使有特殊饮食需求的人受益，包括吞咽困难患者。从加强老年护理中心和中央厨房的膳食定制，到满足特殊饮食需求，再到在餐厅提供创造性的烹饪体验，该技术为各个行业提供了一种多功能的解决方案

香港科技大学的研究人员开发了一种具有同步烹饪和生成人工智能设计的先进3D食品打印技术。学分：香港科技大学

领导该研究团队的ISD助理教授Mitch Li Guijun教授表示：“这项创新有可能简化食品生产流程，提高食品质量，满足个人喜好，可以改变食品在不同环境中的制备和供应方式，为未来个性化和视觉吸引力的食品创作比以往任何时候都更容易获得铺平道路。”

李教授补充道：“我们对这项技术的潜力感到兴奋，它可以通过高效和可访问的过程提供定制、安全和美味的食物。这代表着我们在思考食物创造方面迈出了重要的一步。”

该论文的第一作者、香港科技大学博士生Connie Lee Kong Wai表示：“我们通过融合技术和烹饪创意，重新构想了3D食品打印可以实现的目标。我们尖端的集成3D食品打印技术可能会彻底改变个性化食品的创作。”

由3D食品打印机生产的淀粉食品保持了预期的形状和质量。图片来源：香港科技大学a）LIG加热膜的示意图和扫描电镜图像。b） LIG加热膜的光学显微镜图像。c） LIG加热膜的拉曼光谱。d） LIG加热膜的傅里叶变换红外光谱。e） 印刷面团样品的吸收光谱。图片来源：香港科技大学3D食品打印机包括实时打印和烹饪系统。图片来源：香港科技大学a–d）用空气油炸、烤箱烘烤、红外烹饪和激光烹饪（从左到右）处理的淀粉面团样品的放大倍数为100倍的SEM图像。e–h）用空气油炸、烤箱烘烤、红外烹饪和激光烹饪处理的淀粉基面团样品的放大倍数为2000倍的SEM图像（从左到右）。i–k）用不同烹饪方法重建的打印面团的微型计算机断层扫描二维横截面图像。l） 不同烹饪方法下印刷面团的孔隙率（%）。m） 打印性能测试使用30×30×30mm的圆柱形作为测试模型。n） 未处理和红外烹饪样品在长度、宽度和高度方面的形状保真度值（%）。o） 淀粉基面团的3D打印过程，无需热处理30分钟。p）淀粉基面团经LIG处理30分钟的3D打印工艺。来源：香港科技大学

这项研究代表了以用户为中心的设计、机械工程、食品科学、化学和人工智能的合作努力。这种跨学科的方法汇集了不同的专业知识，以应对与3D食品打印相关的复杂挑战

展望未来，该团队计划通过研究热敏维生素的保存和优化淀粉消化率来改进这项技术。未来的研究还将通过涉及儿童或医院看护人等目标用户的感官评估来关注消费者的接受度，确保该系统已为现实世界的应用做好准备 More information: Connie Kong Wai Lee et al, Advanced 3D Food Printing with Simultaneous Cooking and Generative AI Design, Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202408282

Journal information: Advanced Materials