Investigadores de la HKUST se disponen a transformar la producción de alimentos con una solución de impresión 3D mejorada con IA
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) han desarrollado una solución puntera de impresión de alimentos en 3D asistida por inteligencia artificial que combina la impresión con la cocción por infrarrojos, allanando el camino para una producción de alimentos más segura, eficiente y visualmente atractiva.
La impresora 3D de alimentos y la plataforma de diseño digital de alimentos con inteligencia artificial
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La impresora 3D de alimentos incluye el sistema de impresión y cocción en tiempo real.
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Producidos por la impresora 3D de alimentos, los alimentos a base de almidón conservan su forma y calidad previstas.
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a) Diagrama esquemático e imagen de microscopía electrónica de barrido de la película calefactora LIG. b) Imágenes de microscopio óptico de la película calefactora LIG. c) Espectros Raman de la película calefactora LIG. d) Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier de la película calefactora LIG. e) Espectro de absorción de la muestra de masa impresa.
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Los métodos tradicionales de impresión de alimentos en 3D suelen requerir pasos adicionales de postprocesado, lo que puede dar lugar a ingredientes alimentarios poco atractivos, formas imperfectas e incluso una posible contaminación microbiana.
Para hacer frente a estos retos, el equipo de la División de Sistemas Integrativos y Diseño (ISD) de la HKUST ha desarrollado un sistema mejorado con IA que combina la impresión por extrusión con el calentamiento simultáneo por infrarrojos para cocinar sobre la marcha intrincados alimentos a base de almidón. Utilizando calentadores de grafeno para cocinar, controlaron con precisión el proceso de cocción, garantizando que los alimentos a base de almidón conservaran su forma y calidad previstas.
El sistema se apoya en el diseño asistido por inteligencia artificial, que emplea algoritmos generativos y scripts de Python para crear intrincados patrones alimentarios. Gracias a la IA, el proceso de diseño es accesible incluso para los principiantes en informática.
La investigación aborda problemas como la retención de la forma y los riesgos de contaminación, y abre interesantes perspectivas para una nutrición a medida que beneficie a las personas con necesidades dietéticas especiales, incluidos los pacientes con disfagia. La tecnología ofrece una solución versátil para diversos sectores, desde la mejora de la personalización de las comidas en centros de atención a ancianos y cocinas centrales hasta la satisfacción de necesidades dietéticas especiales y la creación de experiencias culinarias en restaurantes.
"Con su potencial para agilizar los procesos de producción de alimentos, mejorar su calidad y atender a las preferencias individuales, esta innovación puede transformar la forma en que se preparan y sirven los alimentos en diversos entornos, allanando el camino para un futuro en el que las creaciones alimentarias personalizadas y visualmente atractivas sean más accesibles que nunca", afirmó el profesor LI Guijun, profesor adjunto de ISD, que dirigió el equipo de investigación.
"Estamos entusiasmados con el potencial de esta tecnología para ofrecer alimentos personalizados, seguros y deliciosos con un proceso que es a la vez eficiente y accesible. Representa un importante paso adelante en nuestra forma de concebir la creación de alimentos", añadió el profesor Li.
Connie LEE Kong-Wai, primera autora del artículo y estudiante de doctorado en la HKUST, afirmó: "Hemos reimaginado lo que la impresión 3D de alimentos puede conseguir fusionando tecnología y creatividad culinaria. Nuestra vanguardista tecnología integradora de impresión de alimentos en 3D puede revolucionar potencialmente la creación personalizada de alimentos".
La investigación representa un esfuerzo de colaboración que abarca el diseño centrado en el usuario, la ingeniería mecánica, la ciencia de los alimentos, la química y la IA. Este enfoque interdisciplinar ha reunido diversos conocimientos para abordar los complejos retos asociados a la impresión 3D de alimentos.
De cara al futuro, el equipo tiene previsto perfeccionar la tecnología examinando la conservación de las vitaminas sensibles al calor y optimizando la digestibilidad del almidón. Los estudios futuros también se centrarán en la aceptación del consumidor mediante evaluaciones sensoriales en las que participen usuarios como niños o cuidadores de hospitales, para garantizar que el sistema esté listo para aplicaciones en el mundo real.
El estudio, "Advanced 3D Food Printing with Simultaneous Cooking and Generative AI Design", se ha publicado recientemente en la revista internacional Advanced Materials.
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