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我們的下一代會記得牛排的滋味嗎?
 

【作者: 愛美科】   2019年04月16日 星期二

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為什麼我們需要改變飲食習慣

食物超載日,意謂在該日人類已經使用完該年度地球所能供應的資源量。去年的8月1日是食物超載日,也代表著在接下來的7個月,人類已經在剝奪下一代的資源。


最大的問題來自於西方國家對食物的生產、消耗及運輸方式。擺放在雜貨店裡的食物,經常來自於地球的另一端,鳳梨產地為哥斯大黎加,酪梨大多來自南美洲,甚至遠從新西蘭運來的蘋果。


這些相對便宜食物價格,造成我們經常購買過量的食物,最後那些在冰箱死角被遺忘的腐爛番茄,只能被迫丟棄,這是最常見的食物浪費模式。


美國丟棄將近40%的食物,這數量相當於秘魯及比利時的生態足跡的總和。


此外,這種消費習慣不僅不利於生態,甚至不利於人類健康。我們往往因此而過度飲食,但是過多營養攝取的同時,也連帶提高了罹患糖尿病、心血管疾病甚至癌症的風險。


在自己的公寓大廈打造高科技溫室

@內文;解決這問題的方法,首要確保在地食物供給與消費間的平衡,每戶平均所需糧食約5至10公斤。而未來各地的都市化程度將逐年成長,城市農場(City Farm)會是個可行作法。


城市農場已成為一種趨勢,至今已經有數個城市引入室內垂直農法,也就是在倉庫或公寓室內,垂直堆疊層架耕種植物,將所有環境因素控制在最佳條件下,例如燈光、濕度、溫度或養分等,這種室內農場每年的食物生產速度,甚至高於傳統耕種。


一家比利時的連鎖超市商Colruyt,已經引入室內垂直農法生產羅勒,透過特殊的光色混合,80%的紅光及20%的藍光,讓羅勒的生產速度增加2倍。而且由於種植在垂直層架上,所需的土地面積也少於傳統耕種的20倍。


在未來五年,垂直農法將帶動相關科技發展,例如愛美科開發的一款離子(流體)感測器,可用來監測每株植物的需求,可望讓城市農場加速普及化。



圖一 : 比利時的連鎖超市商Colruyt,引入室內垂直農法生產羅勒,透過特殊的光色混合,讓羅勒的生產速度增加2倍。
圖一 : 比利時的連鎖超市商Colruyt,引入室內垂直農法生產羅勒,透過特殊的光色混合,讓羅勒的生產速度增加2倍。

人類或許也會開始在自己的花園或公寓內的小溫室,再次自給自足,栽種自己所需的食物,而這樣的生產方式需要使用許多的科技和數據。利用低成本的感測器與資料分析系統,可準確詳細了解每棵植株所需,這種自我學習的耕種系統,可調整準確的供水量或養分,完美種植出滿足個人喜好的番茄,更甜或更香。


這種精準農業(precision farming),意謂精準掌握生產量及地點,可有效減少水資源浪費及資源充分利用,創造更永續的糧食生產。然而,這類技術或許已無法滿足當前快速的人口成長,因此,我們同時也必須挖掘人工智慧的潛力,來協助人類到了2050年甚至更早仍可滿足糧食需求。


準備好列印你的義大利麵了嗎?

近十年來,許多科幻電影或小說都曾提出人造食品(artificial food)的概念,並預言未來在人類飲食中,它將扮演一個重要角色。如同星艦迷航記裡面的食物複製機,能端出所有在腦中想像的食物,這些炫目的概念,或許過於新潮,但現在科學家確實正在進行類似實驗與嘗試,或許未來這類的食物製造機將會是廚房裡的標準配備。


食物製造機的概念是在原料有限的前提下,透過某種再製方式,創造出多樣式的食物。思考將人工智慧應用在食物製造機上,就可依照我們所需的營養與維生素,設計菜單。因為每個人的身體狀況不同,不同的活動量及新陳代謝率,所需攝取的養分自然也不相同,當全家人共餐時,每個人餐盤中的食物組成自然也不應該相同。舉例來說,家庭中發育的孩童,對於食物攝取的需求,絕對不同於他們的父母。



圖二 : 內建imec離子感測器的套件。可提供每個植物的營養狀態和pH值的詳細,還可以幫助及時發現病蟲害。
圖二 : 內建imec離子感測器的套件。可提供每個植物的營養狀態和pH值的詳細,還可以幫助及時發現病蟲害。

但是食品製造機如何知道我們需要甚麼營養?


要設計高度客製化菜單,須仰賴數位雙胞胎技術。例如透過大量蒐集在我們體內運作的所有資訊,在2035年我們有能力精準複製一個自己。因此,如果我們可以了解自己身體是如何運作,也就可以知道我們體內需要甚麼來維持健康。


數位雙胞胎不僅可以用作食物製造機,同時也可以應用在醫藥上。當醫生要檢測過敏原或癌症治療時,就可以利用數位雙胞胎技術,在進行侵入式治療前,精確掌握當時體內運作狀態。


觀念上的突破:如何說服人們接受食品製造「人造化」

雖然食品製造機的發展技術目前仍在初期階段,還不致構成反撲浪潮,但當下需先克服的根本問題是:消費者可以接受 「仿製(fake)」食物嗎?


為了讓仿製食物可以普及化,須先滿足一些條件。首先,人造食品需盡可能的與天然食品相似。除非無得選擇,否則我們絕不會捨棄美味的肉醬義大利麵或鮮嫩牛排,改吃平淡的奶昔或鮮豔的立方塊。因此人造食物必須在外觀及口味上都像一般食物。


第二個重要條件是成本,新科技必須滿足低成本與低耗能。如同食品製造機只能使用有限的基本在地材料,以減少食材的碳足跡。如此一來,人類的生碳足跡將會顯著下降,這也將使得人造食品價格較生鮮產品更為低廉。


但這是否意謂著下一代將遺忘牛排及手工餅乾的滋味?如果我們及早轉換成對環境更友善的糧食生產方式,「真」食物將能繼續存在菜單上。但很有可能只能在特殊節日或餐廳中才有機會品嘗。


特別是肉品,很快將變成一種奢侈品,因為生產一份可食用肉品需要消耗大量的資源。在平日,我們可能只能享用來自食品製造機的食物,這樣可以節省時間、金錢與資源,如果負擔的起,才能偶爾搭配新鮮食材食用。


對於老饕或廚師來說,這前景看似慘淡,但往好處想,科技可以讓我們滿足地球上持續成長的人口糧食需求,更重要的是,不只是解決糧食永續問題,也改善了不健康的飲食習慣。


「一個地球」計畫 實現更健康更永續的生活

我們必須改變生產與消費食物的方式,不單只是為了環保,還為了人類健康需求,而這點我們可以仰賴科技協助,透過結合奈米科技、醫藥、糧食與農業的專長,這就是我們提出的「一個地球(oneplanet)」計畫。由愛美科、Radboud大學、Wageningen 大學及Radboudumc醫療中心,在荷蘭海爾德蘭省設立了研究中心,共同倡議在食物、健康及農業科技進行先進技術研究。最近海爾德蘭省政府已通過在未來8年,將贊助約650萬歐元資金提供研發所需。



圖三 : 農業和食品技術領域,研究感測器、機器人、人工智能、數據分析和數位連結的發展,以實現可永續的農業技術。
圖三 : 農業和食品技術領域,研究感測器、機器人、人工智能、數據分析和數位連結的發展,以實現可永續的農業技術。

每一個合作夥伴提供專長共同合作。透過與Radboud 大學、Wageningen 大學,以及 Radboudumc醫療中心的合作,我們可以投入在預防性醫療技術,利用基於早期數據庫的風險評估,透過個人營養預防,早期診斷及有效的治療,協助慢性病患者。


在農業和食品技術領域,愛美科和Wageningen 大學將與工業夥伴合作,共同研究感測器、機器人、人工智能、(大)數據分析和數位連結的發展,以實現可永續的農業技術。


OnePlanet中心主要位於Wageningen的大學校園,並於2019年4月正式啟動。


(本文由愛美科授權刊登; 編譯/丘燕)


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