3D食物列印成新趨勢,突破哪些關鍵限制才能達到印刷可食的境界?
3D食物列印成新趨勢,突破哪些關鍵限制才能達到印刷可食的境界?
2021.01.12 | 智慧製造

你能想像這樣的未來嗎?想吃什麼不用上超市,只需要一台食物列印機就搞定?目前最普遍常見的食物列印機,應該就屬鬆餅列印機了,透過鬆餅麵糊加熱變色的特性,甚至能利用列印的過程創造出不同的畫面,除了平面的列印之外,3D立體的結構呈現,也是一個發展的新趨勢,但又有哪些事情是需要克服的呢?

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圖/ Dinara Kasko

延伸閱讀:沒有一隻雞因此喪生!肯德基攜手俄國新創,挑戰「原汁原味」生物列印炸雞塊

三維列印技術結合計算機輔助,讓食物列印技術開始發展

所謂的 增材製造 (Additive manufacturing,簡稱AM),是一項新興技術,也被稱之為 三維列印技術 (three-dimensional printing ,簡稱3DP),在諸多領域中逐漸受到關注,其中更包含農業與食品科學領域。在食品科學領域上,將增材技術結合計算機輔助設計(CAD)的數據,再利用3維(3D)機械處理的呈現方式,這項技術應用於食品製造,3D食物列印機就誕生了!

《食品科學與技術趨勢》於日前刊出的最新趨勢中指出,3D食物列印的發展重點不僅是食材油墨配方需不斷優化,列印系統與列印機具零件的開發更為重要。

食材油墨學問大,太稠太稀都不可行

缺乏流動性是3D食物列印在食材油墨製備上,面臨最大的開發困難,若是食物油墨不能順暢在列印機內的管線輸出,就可能會有機器零件卡住的問題,亦或者會造成列印途中中斷,也就會影響到列印結構,導致不成形等狀況發生。食材油墨的型態與適用性決定了後續列印機,在操作上的成功與否,這類油墨的穩定性取決於聚合性材料的適用性,如聚乳酸(PLA)等。

巧克力便是一種很適合的食物油墨材料,具有好控制、可塑性高等優點。

要適用於食物列印的聚合物,必須要具有在冷熱循環的狀態下,都能容易切斷且材質不易受到改變的特性。更重要的是,在考慮這類添加物應用於食品時,會有安全限量與使用允許量的限制等,目前通過使用的聚合物僅需要少量,就可以使油墨達到良好的適用性。

不過,並不是每一樣食材都可以轉換成為食材油墨,如蔬菜由於水分含量高,碳水化合物、脂肪、蛋白質的含量低,其凝膠化、結塊等特性,不適用於食材油墨的製造。

通常,食材可印刷特性取決於其稠度、黏度、固化性等,這些因素是機械性能無法輔助改變的特性,也因此這類的食材能否順利成為3D食物列印的一員,還有待食材特性的調整技術進步,亦或者改變現有的列印機性能。

計算精準是3D食物列印的發展重點

3D食物列印並不是列印出來就可以吃,還需要經過加熱等烹調步驟,也因此列印機是否附加烹調功能也就更為重要,3D食物列印最具吸引力的地方是,不需要利用任何模具就可以達到複雜的結構,若是過程中有坍塌或變形,也就失去了這項優勢。

但這同時也說明了,機器是否能夠穩定且精準的印刷出預設的食材樣貌,成為至關重要的成功點。曾有研究利用餅乾麵團進行測試,由於機具的限制,餅乾油墨的油脂含量需要減少,但油脂減少卻也使餅乾麵團在加熱的過程中形狀變形。

用腦控制列印機?未來全用想像就可行

3D列印技術最早被應用於材料科學、工程學、醫學與農業、食品科學等。由於技術不斷更新,設計與生產相結合的列印產品,橫跨各類聚合物,包含陶瓷、粉狀油墨、細胞培養或是以生物聚合為基底的油墨、混凝土、金屬與食品等。

也由於這類技術的開發,消費者未來也可以在自家列印食物,甚至有研究學者提出應該要加強食材列印機與人之間的關係,將健康等數據導入,進而對人類攝取飲食有所幫助。舉例來說,如果今天想要列印一塊巧克力,根據匯入的健康數據,包含心律、運動強度等,這塊巧克力可以根據數據的分析,自行調整厚薄大小,為使用者量身定制、達成健康平衡需求機制。

think shutterstock
圖/ ShutterStock

未來甚至有科學家研究,希望利用人類大腦思考所發射的信號,結合計算機數據的演進分析,利用「想像的」,列印機自動就會在可塑造範圍內,根據想像的形狀、大小口味等,列印出你腦中所想的食物。

了解3D食材列印,不僅是列印機的開發需要不斷進步,食材適用性的開發也有待研究團隊的努力,後續的產品質地、結構、外觀與顏色這類變化,也都需要在研發過程中考量進去,全面性的評估才能讓3D食材列印達到最好的發揮空間。

責任編輯:文潔琳、蕭閔云
本文授權轉載自:食力

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數位時代 X 國泰金控 從百套系統上雲到 Cloud First:國泰如何把雲端變成AI成長引擎?
數位時代 X 國泰金控 從百套系統上雲到 Cloud First:國泰如何把雲端變成AI成長引擎?

2019年金融監理機關正式將雲端納入委外規範後,揭示金融業上雲時代來臨,國泰金控數數發中心成立雲端策略發展部,負責擬定集團上雲策略,並於2020年正式啟動7年集團雲端轉型計畫;在多數金融機構仍停留在單點遷移或IT現代化的現下,國泰金融集團在 2025 年即完成 100 套系統上雲,更將雲端轉型階段從 Cloud Ready、Cloud Adoption 推向 Cloud First,成為數據與人工智慧應用的關鍵引擎。

國泰金控資訊長|吳建興 James Wu
圖/ 數位時代

「百套系統上雲不僅僅是數字,更是讓國泰從『 IT 進化業務』邁向『 IT 驅動成長』的關鍵轉折。」國泰金控雲端策略發展部協理顏勝豪表示,上雲帶來的效益十分顯著,包括提升資源可用性與營運敏捷度、減輕 IT 維運負擔;同時,雲端業者多具備零碳排或綠能機房機制,亦有助於企業朝向 ESG 永續營運邁進。「金融上雲不是單純的現代化基礎設施或者是升級技術,而是為了換取速度與可靠度,讓集團可以加速創新腳步、彈性調配資源,以及培育所需人才與技能,為未來做最佳準備。」
為讓集團員工、金融同業以及有志上雲的夥伴可以進一步探討雲端轉型的各種可能,國泰金控舉辦雲端轉型成果發表會,會中除有集團子公司分享最新成果,三大公有雲平台業者也從不同技術視角共同探討在合規、資安與 AI 應用的可能。

七年、三階段,國泰金融集團將雲端內化為營運流程與創新引擎

國泰金控科技長|姚旭杰 Marcus Ya
圖/ 數位時代

為什麼國泰可以領先市場完成雲端轉型、數據與 AI 賦能業務?

顏勝豪認為,雲端轉型的起點不是直接遷移系統,而是從四個面向打底:應用系統盤點評估、雲端架構設計、雲端遷移藍圖規劃,以及組織治理框架建立,而這也是 Cloud Ready 階段最重要的事情。
「不同子公司有不同商業模式與節奏,若沒有共同語言與平台底座,上雲很容易各自為政。」顏勝豪表示,為讓所有員工可以齊步前行,國泰以雲端遷移方法論 Cathay 6R(註1)作為共同語言、用平台作為共同底座,讓轉型不只是技術選擇,而是集團行動。
完成單一系統的雲端遷移後,便進入 Cloud Adoption 階段。在這個階段中,要透過大規模遷移建立更成熟的上雲標準作業流程(SOP),透過 FinOps 機制控管與優化雲端營運成本,以及透過自動化與治理模型確認多雲環境與安全與維運穩定性,目標是將雲端內化為組織日常運營的一部分,進而邁向 Cloud First 階段:在合規前提下,新專案與系統升級預設在雲端環境開發,並善用雲原生優勢加速新產品功能開發速度。
「集團雲端策略只有一個核心原則:讓雲成為 AI 時代的成長引擎,而不是單純的基礎設施。」關於國泰的未來雲端布局,顏勝豪如是總結。

國泰金控 雲端策略發展部 協理|顏勝豪 Otto Yen
圖/ 數位時代

以雲端為 AI 資源引擎、發揮數據燃料價值,實現 AI 賦能業務應用

國泰不僅在2025年完成集團百套系統上雲,也啟動數據上雲計畫並為 GenAI 奠定基礎建設。
例如國泰金控實現數據上雲,打造資料湖倉與 GAIA 生態系統架構為 AI 賦能業務做準備:成立國泰風險聯防中心(CRC)攜手集團洗防人員強化風險控管與金融犯罪因應能力;釋出國泰員工 AI 助手–Agia–Beta
版,提供差勤、福利與權益、技術支援、職務職能與集團其他資訊等五大類別管理辦法等查詢服務;此外,亦推出集團數據共享平台、集團法規知識庫、 AI 評測中心等服務,更好發揮 Cloud First 與 AI 賦能業務應用的價值。
雲端是 AI 時代的關鍵底座、數據則是 AI 的燃料。顏勝豪指出,發展AI需要龐大的 GPU 算力,若自建 GPU 機房,不僅硬體設備昂貴、折舊速度快,光是散熱系統一年就高達兩、三千萬元的成本,若採取雲端資源,可以隨啟隨用,同時,大幅降低試錯成本。「當雲端打好基礎、AI成為能力模組,銀行、人壽、產險與證券的創新不再是單點突破,而是放大集團級綜效。」

國泰以 Cloud First + AI 持續領先市場、形塑未來樣貌

「雲端可以優化算力成本,資料則決定 AI 應用上限。」顏勝豪解釋,在 AI 新世代,AI 模型定調能力「下限」,集團子公司掌握的「獨特資料」則決定應用的「上限」,考量雲端有許多好用 AI 服務,唯有資料上雲才能發揮數據價值、用 AI 賦能集團各子公司業務。
例如國泰世華銀行將採取多公有雲策略,打造雲端智慧生態圈,並以現代化雲原生技術拓展應用場景;同時,運用 AI 與資料分析優化客戶服務體驗,並藉由跨雲整合機制支援多元業務模式,以充分發揮上雲效益。至於國泰產險,不僅在兩年半內完成13套核心系統上雲、優化營運流程,如以 Serverless 架構打造百萬級效果、萬元成本的短網址系統等,讓雲端成為產險驅動長期成長的核心引擎與標準配備。

國泰人壽則是透過雲端與 AI 滿足不同客戶需求,如以 AI Search 精準呈現關鍵字搜尋結果,讓客戶可以精準且快速的查找所需資料、大幅優化官網體驗與滿意度。至於國泰證券則是於2026年初推出「庫存管家」服務,以客戶持股為核心,應用 AI 技術打造個人化推播服務,協助投資人更有效率地掌握庫存狀況,提供更即時、系統化的投資管理體驗。
總的來說,國泰金控在集團的雲端轉型不僅是技術升級,更是思維革新,從百套系統上雲進展到 Cloud First 階段,可以預期在雲地基礎下,國泰將進一步引領 AI 時代變革,持續提升營運韌性與放大創新價值。

註1:Cathay 6R 國泰設計 Cathay 6R 雲端遷移方法論,將系統遷移方式依據上雲模式、系統開發成本分為 Rehost 、Replatform、Refactor、Rewrite、Replace 和 Retain 共6種遷移架構,並能對應到 IaaS、PaaS、SaaS 三種不同上雲模式。

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