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我们的下一代会记得牛排的滋味吗?
 

【作者: 愛美科】2019年04月16日 星期二

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为什麽我们需要改变饮食习惯

食物超载日,意谓在该日人类已经使用完该年度地球所能供应的资源量。去年的8月1日是食物超载日,也代表着在接下来的7个月,人类已经在剥夺下一代的资源。


最大的问题来自於西方国家对食物的生产、消耗及运输方式。摆放在杂货店里的食物,经常来自於地球的另一端,凤梨产地为哥斯大黎加,酪梨大多来自南美洲,甚至远从新西兰运来的苹果。


这些相对便宜食物价格,造成我们经常购买过量的食物,最後那些在冰箱死角被遗忘的腐烂番茄,只能被迫丢弃,这是最常见的食物浪费模式。


美国丢弃将近40%的食物,这数量相当於秘鲁及比利时的生态足迹的总和。


此外,这种消费习惯不仅不利於生态,甚至不利於人类健康。我们往往因此而过度饮食,但是过多营养摄取的同时,也连带提高了罹患糖尿病、心血管疾病甚至癌症的风险。


在自己的公寓大厦打造高科技温室

@内文;解决这问题的方法,首要确保在地食物供给与消费间的平衡,每户平均所需粮食约5至10公斤。而未来各地的都市化程度将逐年成长,城市农场(City Farm)会是个可行作法。


城市农场已成为一种趋势,至今已经有数个城市引入室内垂直农法,也就是在仓库或公寓室内,垂直堆叠层架耕种植物,将所有环境因素控制在最隹条件下,例如灯光、湿度、温度或养分等,这种室内农场每年的食物生产速度,甚至高於传统耕种。


一家比利时的连锁超市商Colruyt,已经引入室内垂直农法生产罗勒,透过特殊的光色混合,80%的红光及20%的蓝光,让罗勒的生产速度增加2倍。而且由於种植在垂直层架上,所需的土地面积也少於传统耕种的20倍。


在未来五年,垂直农法将带动相关科技发展,例如爱美科开发的一款离子(流体)感测器,可用来监测每株植物的需求,可??让城市农场加速普及化。



图一 : 比利时的连锁超市商Colruyt,引入室内垂直农法生产罗勒,透过特殊的光色混合,让罗勒的生产速度增加2倍。
图一 : 比利时的连锁超市商Colruyt,引入室内垂直农法生产罗勒,透过特殊的光色混合,让罗勒的生产速度增加2倍。

人类或许也会开始在自己的花园或公寓内的小温室,再次自给自足,栽种自己所需的食物,而这样的生产方式需要使用许多的科技和数据。利用低成本的感测器与资料分析系统,可准确详细了解每棵植株所需,这种自我学习的耕种系统,可调整准确的供水量或养分,完美种植出满足个人喜好的番茄,更甜或更香。


这种精准农业(precision farming),意谓精准掌握生产量及地点,可有效减少水资源浪费及资源充分利用,创造更永续的粮食生产。然而,这类技术或许已无法满足当前快速的人囗成长,因此,我们同时也必须挖掘人工智慧的潜力,来协助人类到了2050年甚至更早仍可满足粮食需求。


准备好列印你的义大利面了吗?

近十年来,许多科幻电影或小说都曾提出人造食品(artificial food)的概念,并预言未来在人类饮食中,它将扮演一个重要角色。如同星舰迷航记里面的食物复制机,能端出所有在脑中想像的食物,这些炫目的概念,或许过於新潮,但现在科学家确实正在进行类似实验与尝试,或许未来这类的食物制造机将会是厨房里的标准配备。


食物制造机的概念是在原料有限的前提下,透过某种再制方式,创造出多样式的食物。思考将人工智慧应用在食物制造机上,就可依照我们所需的营养与维生素,设计菜单。因为每个人的身体状况不同,不同的活动量及新陈代谢率,所需摄取的养分自然也不相同,当全家人共餐时,每个人餐盘中的食物组成自然也不应该相同。举例来说,家庭中发育的孩童,对於食物摄取的需求,绝对不同於他们的父母。



图二 : 内建imec离子感测器的套件。可提供每个植物的营养状态和pH值的详细,还可以帮助及时发现病虫害。
图二 : 内建imec离子感测器的套件。可提供每个植物的营养状态和pH值的详细,还可以帮助及时发现病虫害。

但是食品制造机如何知道我们需要甚麽营养?


要设计高度客制化菜单,须仰赖数位双胞胎技术。例如透过大量搜集在我们体内运作的所有资讯,在2035年我们有能力精准复制一个自己。因此,如果我们可以了解自己身体是如何运作,也就可以知道我们体内需要甚麽来维持健康。


数位双胞胎不仅可以用作食物制造机,同时也可以应用在医药上。当医生要检测过敏原或癌症治疗时,就可以利用数位双胞胎技术,在进行侵入式治疗前,精确掌握当时体内运作状态。


观念上的突破:如何说服人们接受食品制造「人造化」

虽然食品制造机的发展技术目前仍在初期阶段,还不致构成反扑浪潮,但当下需先克服的根本问题是:消费者可以接受 「仿制(fake)」食物吗?


为了让仿制食物可以普及化,须先满足一些条件。首先,人造食品需尽可能的与天然食品相似。除非无得选择,否则我们绝不会舍弃美味的肉酱义大利面或鲜嫩牛排,改吃平淡的奶昔或鲜艳的立方块。因此人造食物必须在外观及囗味上都像一般食物。


第二个重要条件是成本,新科技必须满足低成本与低耗能。如同食品制造机只能使用有限的基本在地材料,以减少食材的碳足迹。如此一来,人类的生碳足迹将会显着下降,这也将使得人造食品价格较生鲜产品更为低廉。


但这是否意谓着下一代将遗忘牛排及手工饼乾的滋味?如果我们及早转换成对环境更友善的粮食生产方式,「真」食物将能继续存在菜单上。但很有可能只能在特殊节日或餐厅中才有机会品尝。


特别是肉品,很快将变成一种奢侈品,因为生产一份可食用肉品需要消耗大量的资源。在平日,我们可能只能享用来自食品制造机的食物,这样可以节省时间、金钱与资源,如果负担的起,才能偶尔搭配新鲜食材食用。


对於老饕或厨师来说,这前景看似惨淡,但往好处想,科技可以让我们满足地球上持续成长的人囗粮食需求,更重要的是,不只是解决粮食永续问题,也改善了不健康的饮食习惯。


「一个地球」计画 实现更健康更永续的生活

我们必须改变生产与消费食物的方式,不单只是为了环保,还为了人类健康需求,而这点我们可以仰赖科技协助,透过结合奈米科技、医药、粮食与农业的专长,这就是我们提出的「一个地球(oneplanet)」计画。由爱美科、Radboud大学、Wageningen 大学及Radboudumc医疗中心,在荷兰海尔德兰省设立了研究中心,共同倡议在食物、健康及农业科技进行先进技术研究。最近海尔德兰省政府已通过在未来8年,将赞助约650万欧元资金提供研发所需。



图三 : 农业和食品技术领域,研究感测器、机器人、人工智能、数据分析和数位连结的发展,以实现可永续的农业技术。
图三 : 农业和食品技术领域,研究感测器、机器人、人工智能、数据分析和数位连结的发展,以实现可永续的农业技术。

每一个合作夥伴提供专长共同合作。透过与Radboud 大学、Wageningen 大学,以及 Radboudumc医疗中心的合作,我们可以投入在预防性医疗技术,利用基於早期数据库的风险评估,透过个人营养预防,早期诊断及有效的治疗,协助慢性病患者。


在农业和食品技术领域,爱美科和Wageningen 大学将与工业夥伴合作,共同研究感测器、机器人、人工智能、(大)数据分析和数位连结的发展,以实现可永续的农业技术。


OnePlanet中心主要位於Wageningen的大学校园,并於2019年4月正式启动。


(本文由爱美科授权刊登; 编译/丘燕)


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