Investigadores da HKUST preparam-se para transformar a produção alimentar com uma solução de impressão alimentar 3D com IA

Os métodos tradicionais de impressão 3D de alimentos requerem frequentemente etapas adicionais de pós-processamento, que podem ter ingredientes alimentares pouco apelativos, formas imperfeitas e até uma potencial contaminação microbiana.

Para fazer face a estes desafios, a equipa da Divisão de Sistemas Integrativos e Design (ISD) da HKUST desenvolveu um sistema melhorado por IA que combina a impressão baseada em extrusão com o aquecimento simultâneo por infravermelhos para cozinhar rapidamente alimentos complexos à base de amido. Utilizando aquecedores de grafeno para cozinhar, controlaram com precisão o processo de cozedura, garantindo que os alimentos à base de amido mantêm a forma e a qualidade pretendidas.

O sistema é apoiado por uma conceção assistida por IA, que utiliza algoritmos generativos e scripts Python para criar padrões alimentares complexos. Ao tirar partido da IA, o processo de conceção tornou-se acessível mesmo a principiantes em informática.

A investigação aborda questões como a retenção da forma e os riscos de contaminação e abre perspectivas interessantes para a nutrição personalizada, beneficiando indivíduos com necessidades dietéticas especiais, incluindo doentes com disfagia. Desde a melhoria da personalização das refeições em centros de cuidados a idosos e cozinhas centrais até à satisfação de necessidades alimentares especiais e à criação de experiências culinárias criativas em restaurantes, a tecnologia oferece uma solução versátil para vários sectores.

"Com o seu potencial para agilizar os processos de produção alimentar, melhorar a qualidade dos alimentos e atender às preferências individuais, esta inovação pode transformar a forma como os alimentos são preparados e servidos em diversos ambientes, abrindo caminho para um futuro em que as criações alimentares personalizadas e visualmente apelativas são mais acessíveis do que nunca", disse o Prof. Mitch LI Guijun, Professor Assistente do ISD, que liderou a equipa de investigação.

"Estamos entusiasmados com o potencial desta tecnologia para fornecer alimentos personalizados, seguros e deliciosos com um processo que é eficiente e acessível. Representa um avanço significativo na forma como pensamos sobre a criação de alimentos", acrescentou o Prof. Li.

Connie LEE Kong-Wai, a primeira autora do artigo e estudante de doutoramento na HKUST, afirmou: "Reimaginámos o que a impressão 3D de alimentos pode alcançar através da fusão da tecnologia e da criatividade culinária. A nossa tecnologia de ponta de impressão de alimentos em 3D pode potencialmente revolucionar a criação de alimentos personalizados".

A investigação representa um esforço de colaboração que abrange o design centrado no utilizador, a engenharia mecânica, a ciência alimentar, a química e a IA. Esta abordagem interdisciplinar reuniu diversos conhecimentos para enfrentar os desafios complexos associados à impressão 3D de alimentos.

Olhando para o futuro, a equipa planeia aperfeiçoar a tecnologia, examinando a preservação de vitaminas sensíveis ao calor e optimizando a digestibilidade do amido. Os estudos futuros também se centrarão na aceitação do consumidor através de avaliações sensoriais que envolvam utilizadores-alvo, tais como crianças ou prestadores de cuidados hospitalares, garantindo que o sistema está pronto para aplicações no mundo real.

O estudo, "Advanced 3D Food Printing with Simultaneous Cooking and Generative AI Design", foi recentemente publicado na revista internacional de topo Advanced Materials.