Czy można zbudować replikator żywności?

0
73

Jednym z najbardziej niesamowitych elementów wizji codziennego życia w przyszłości jest replikator żywności – to urządzenie z seriali Star Trek dostępne niemal w każdym społeczeństwie, które osiągnęło poziom podróży międzygwiezdnych, potrafi w przeciągu kilku sekund zmaterializować dowolne danie. Czy jednak da się je zbudować? No cóż, co najmniej od 2014 roku naukowcy próbują i to z coraz lepszymi skutkami.

W Star Treku replikatory widzimy głównie na statkach kosmicznych (no i na co najmniej jednej stacji kosmicznej). Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że suflety czekoladowe doradczyni Troi czy herbata earl grey kapitana Picarda materializują się z powietrza, ale tak nie jest. Generalnie startrekowy replikator działa w taki sposób, że na podstawie zapisanego w swoim programie przepisu zmienia energię w molekuły i syntetyzuje je w taki sposób, aby utworzyć zamówione danie (wraz z naczyniami i sztućcami!). Przeważnie zsyntetyzowane jedzenie z replikatora smakuje mniej więcej tak samo jak jedzenie przygotowane w kuchni, chociaż wszelkiego rodzaju napoje alkoholowe nie dają takiego samego kopa, jak te „prawdziwe”.

Poza replikatorami żywności dostępne były również replikatory ubrań i innych przedmiotów, miały one jednak swoje limity (i też bywało, że awaria w replikatorach wpływała potem negatywnie na działanie reszty statku lub stacji kosmicznej; w końcu replikatory korzystały z tej samej energii). Takie urządzenie z całą pewnością mogłoby być przydatne, zwłaszcza teraz, kiedy szykujemy się na podbój Księżyca i Marsa. Nic dziwnego więc, że pojawiły się pierwsze próby zbudowania prawdziwego replikatora.

Pisaliśmy już o tym, jak idą postępy w zbudowaniu uniwersalnego tłumacza i trikordera medycznego. W ten sam sposób przyjrzyjmy się jak idzie praca nad replikatorem.

Najważniejsze są podstawy

W czerwcu 2014 roku znany producent żywności Nestlé ogłosił, że zamierza – przy udziale swojego Instytutu Zdrowia i Nauki – przeprowadzić badania nad różnymi składnikami odżywczymi i ich wpływowi na ludzkie ciało i umysł. Program badawczy nosi nazwę „Iron Man” i jest częścią większego projektu mającego na celu zbudowanie urządzenia, które po zeskanowaniu ludzkiego ciała utworzyłoby danie zgodne z indywidualnymi potrzebami użytkownika. W założeniu urządzenie Nestlé miałoby uzupełniać niedobory witamin i innych składników odżywczych lepiej niż suplementy diety. Program „Iron Man” mógłby również pomóc w leczeniu chorób Alzheimera i Kwashiokora.

Mając do dyspozycji ponad 100 naukowców, badających zależność między brakami składników odżywczych w organizmie a chorobami; a także współpracując z Waters Corp. – firmą zajmującą się analizą naukową – Instytut Zdrowia i Nauki Nestlé ma nadzieję w przeciągu kilku lat stworzyć urządzenie, które nie tylko po wciśnięciu jednego przycisku będzie w stanie szybko przygotować odpowiedni posiłek dla indywidualnego użytkownika, ale też będzie dostępne w każdym domu (jak mikrofalówka).

Od 2014 nie było na razie żadnych wiadomości na temat tego, jak stoją prace Nestlé nad ich urządzeniem, ale to zrozumiałe. Same badania nad składnikami odżywczymi i ich wpływem na ludzkie zdrowie przybliżają nas do tego replikatora żywności, który sobie wymarzyliśmy. W końcu jego program musiałby znać skład molekularny poszczególnych potraw, aby należycie je zreplikować.

Poproś dżina o suflet

W maju 2014 roku znany producent żywności Nestlé ogłosił, że zamierza – przy udziale swojego Instytutu Zdrowia i Nauki – przeprowadzić badania nad różnymi składnikami odżywczymi i ich wpływowi na ludzkie ciało i umysł. Program badawczy nosi nazwę „Iron Man” i jest częścią większego projektu mającego na celu zbudowanie urządzenia, które po zeskanowaniu ludzkiego ciała utworzyłoby danie zgodne z indywidualnymi potrzebami użytkownika. W założeniu urządzenie Nestlé miałoby uzupełniać niedobory witamin i innych składników odżywczych lepiej niż suplementy diety. Program „Iron Man” mógłby również pomóc w leczeniu chorób Alzheimera i Kwashiokora.

Mając do dyspozycji ponad 100 naukowców, badających zależność między brakami składników odżywczych w organizmie a chorobami; a także współpracując z Waters Corp. – firmą zajmującą się analizą naukową – Instytut Zdrowia i Nauki Nestlé ma nadzieję w przeciągu kilku lat stworzyć urządzenie, które nie tylko po wciśnięciu jednego przycisku będzie w stanie szybko przygotować odpowiedni posiłek dla indywidualnego użytkownika, ale też będzie dostępne w każdym domu (jak mikrofalówka).

Od 2014 nie było na razie żadnych wiadomości na temat tego, jak stoją prace Nestlé nad ich urządzeniem, ale to zrozumiałe. Same badania nad składnikami odżywczymi i ich wpływem na ludzkie zdrowie przybliżają nas do tego replikatora żywności, który sobie wymarzyliśmy. W końcu jego program musiałby znać skład molekularny poszczególnych potraw, aby należycie je zreplikować.

Poproś dżina o suflet

W 2015 roku portal Reuters doniósł o nowym wynalazku – The Genie (dżin) – stworzonym przez Ayalet Carasso i Dorona Marco z izraelskiej firmy White Innovasion. Sterowany za pomocą aplikacji mobilnej Genie ma wielkość ekspresu do kawy i podobnie działa: wkładając odpowiednie kapsułki (każda zawierająca tylko naturalne, zliofilizowane i pozbawione konserwantów składniki), wciska się przycisk i w przeciągu trzydziestu sekund danie jest gotowe. Dania składają się na 140-gramowe porcje, a ponadto znajdują się w pojemnikach, które łatwo poddać recyklingowi. Do kompaktowego urządzenia dołączone są małe rurki, które dodaje płyny potrzebne do przygotowania danej potrawy. Sam Genie posiada również funkcję pieczenia i gotowania.

Pomysł na kapsułki ze składnikami wziął się stąd, że Carasso i Marco mieli problemy ze znalezieniem restauracji dowożących jedzenie do ich firmy w późnych godzinach pracy. Na razie z Genie korzystać mogą głównie restauracje, kawiarnie i sklepy spożywcze. Już w 2015 izraelscy kucharze zaczęli opracowywać przepisy na dania w kapsułkach, a w planach były nawet potrawy bezglutenowe i pozbawione cukru.

Pierwsze testy potraw Genie miały miejsce w kawiarni „Louise” położonej w Ramat Hashron w centralnym Izraelu. Ogólnie wrażenia z czekoladowego sufletu w wykonaniu urządzenia były bardzo pozytywne. Jeden z właścicieli kawiarni, Yossi Orbach, stwierdził, że Genie byłby bardzo przydatny w branży usług spożywczych – ponieważ 30% składników w kuchni i tak zwykle się marnuje, urządzenie, które ograniczałoby marnotrawstwo oraz czas na przygotowanie zamówionego dania. Oszczędność czasu i składników wpływałaby pozytywnie na dochody kawiarni i restauracji.

Dodatkowo Genie miałby w przyszłości być w stanie przewidywać życzenia i zapotrzebowania indywidualnych klientów. White Innovation ma również nadzieję, że choć Genie będzie szeroko dystrybuowany w krajach zachodnich, w końcu przyczyni się do zniwelowania różnic w dystrybucji jedzenia w krajach mniej rozwiniętych. Kapsułki z jedzeniem byłyby nie tylko zdrowsze, ale też ograniczałoby marnowanie składników.

W 2019 roku White Innovation wprowadziło Genie do early accessu dla swoich partnerów biznesowych w Ameryce Północnej. Być może niebawem Genie będzie dostępny na rynku amerykańskim, a później – światowym.

Drukarki, lasery i Einstein

Bodajże najbliższą replikatorowi technologią są obecnie drukarki 3D. Mimo że pierwsze urządzenia tego typu powstawały już w latach osiemdziesiątych XX wieku, to dopiero w 2006 roku powstały modele drukarek przestrzennych dostępnych dla przeciętnego obywatela. Jak jednak sprawić, aby drukarka przygotowywała jedzenie?

Na jeden ze sposobów wpadli naukowcy z Uniwersytetu Berkeley: Brett E. Kelly, Indrasen Bhattacharya, Hossein Heidari, Maxim Shusteff, Christopher M. Spadaccini i Hayden K. Taylor. Wykorzystując syntetyczną żywicę oraz światło byli w stanie wykonać replikę różnych obiektów (udało im się, na przykład, wykonać miniaturową wersję Myśliciela Rodina).

Ponadto wykorzystując słynne równanie Einsteina – E = mc2 – naukowcy doszli do wniosku, że skoro materia jest kolejną formą energii, energia może zostać przekształcona w materię i na odwrót, a co za tym idzie – każda rzecz może zostać rozłożona na czystą energię i może z tejże energii powstać. Według fizyki kwantowej nie istnieje coś takiego jak idealna próżnia i wszędzie można znaleźć maleńkie cząsteczki, które powstają i giną po zdarzeniu z antymaterią, dlatego teoretycznie replikator tworzący coś „z niczego” mógłby działać. Jak jednak można rozczepić i ponownie szczepić cząsteczki?

Tutaj z pomocą przychodzą naukowcy europejscy. Jeszcze w 2015 roku portal The Conversation donosił o projekcie budowy najpotężniejszego lasera na świecie, który to laser byłby w stanie wygenerować promień o natężeniu 10 biliardów wattów (ponad dziesięciokrotnie większym niż są w stanie wygenerować dotychczas istniejące lasery). Taki laser byłby w stanie rozłożyć cząsteczki i zapobiec ich zderzeniom z antymaterią. To z kolei umożliwiłoby utworzenie w próżni cząsteczek posiadających masę.

Rewolucyjny europejski laser nosi nazwę Extreme Light Infrastructure (ELI) i prace nad nim rozpoczęły się już w 2013 roku, ale ponieważ centra naukowe zajmujące się projektem na razie są w trakcie konstrukcji, ELI musi jeszcze poczekać na realizację.

Drukowane mięso

Drukowanie rzeźb z żywicy to jedno, ale czy obecna nauka jest w stanie wydrukować żywność?

No cóż, firmy Aleph Farms i 3D Bioprinting Solutions powzięły się zadania stworzenia syntetycznego mięsa, które mogłoby zostać wydrukowane w drukarce przestrzennej. Takie mięso nie tylko byłoby mniej szkodliwe dla zwierząt, człowieka i środowiska niż obecna masowa produkcja mięsa ze zwierząt hodowlanych (mówimy tutaj nie tylko o warunkach, w jakich owe zwierzęta są trzymane, lecz także o gazach cieplarniach wydzielanych do atmosfery). Aleph Farms i 3D Bioprinting Solutions udostępniły Międzynarodowej Stacji Kosmicznej biodrukarkę umożliwiającą drukowanie tkanek organicznych, a do tego zdolną do działania nawet w stanie nieważkości. Eksperyment na ISS zakończył się pomyślnie, jednak na razie biodrukarki nie jsą gotowe do masowej produkcji.

Jeżeli jednak prace nad drukarkami przestrzennymi zajdą jeszcze dalej, zrewolucjonizują one podróże międzygwiezdne. Zamiast bowiem zabierać ze sobą tonę sprzętu i żywności, wystarczy, że rakiety będą wyposażone w drukarki przestrzenne i biodrukarki oraz odpowiednie filamenty (specjalne materiały do drukarek 3D), a astronauci będą w stanie sami sobie zrobić potrzebny sprzęt albo jedzenie. Ta technologia na pewno przyda nam się w wyprawach w dalsze zakątki galaktyki. A wtedy już będziemy mieli prototyp replikatora ze Star Treka na wyciągnięcie ręki.

Oczywiście jeżeli replikator żywności zostanie kiedykolwiek zbudowany i upowszechniony, będzie niósł za sobą szereg konsekwencji ekonomicznych, społecznych i kulturowych. Zapewne zupełnie inaczej będziemy podchodzić do gotowania, produkcji żywności, restauracji i kawiarni niż dzisiaj, a i niektóre zawody zapewne znikną. Z drugiej strony choć już podjęte zostały pierwsze kroki ku zbudowaniu replikatora żywności, i tak na jego wszechobecność będzie trzeba poczekać.

Dodaj komentarz

avatar
  Subscribe  
Powiadom o