Исследователи из Tangible Media Group Массачусетского технологического института придумали что-то вроде съедобного оригами в виде плоских листов желатина и крахмала, которые при погружении в воду мгновенно превращаются в трехмерные структуры, включая макароны обычной формы, такие как макароны и т. Д. ротини.
Съедобные пленки также могут складываться в форму цветка, а также в другие нетрадиционные конфигурации.
Играя с кулинарным потенциалом фильмов, исследователи создали плоские диски, которые обвивают бусинки икры, похожие на канноли, а также спагетти, которые самопроизвольно делятся на более мелкую лапшу, когда их окунают в горячий бульон.
Исследователи представили свою работу в документе в этом месяце на конференции Ассоциации вычислительной техники 2017 года по взаимодействию компьютера и человека по человеческому фактору в вычислительных системах.
Они описывают свои изменяющие форму творения не только как кулинарное искусство, но и как практический способ сократить расходы на доставку еды. Например, съедобные пленки можно сложить вместе и отправить потребителям, а затем преобразовать в свою окончательную форму позже, когда они будут погружены в воду.
«Мы провели несколько простых расчетов, например, для макаронных макарон, и даже если вы упакуете их идеально, у вас все равно останется 67 процентов объема в виде воздуха», – говорит Вен Ван, соавтор статьи и бывший сотрудник. аспирант и научный сотрудник Media Lab Массачусетского технологического института. «Мы подумали, что, может быть, в будущем наши изменяющие форму продукты можно будет упаковать в плоском виде и сэкономить место."
Соавторы Вана – Лининг Яо, ведущий автор и бывший аспирант; Чин-И Ченг, бывший аспирант; Дэниел Левин, нынешний аспирант; Тэн Чжан из Сиракузского университета; и Хироши Исии, Джером Б. Визнер Профессор медиаискусства и науки.
«Этот проект является одним из последних, воплотивших в жизнь наше видение« радикальных атомов »- сочетания взаимодействия человека с динамическими физическими материалами, которые можно трансформировать, согласовать и получить информацию», – говорит Исии.
Программируемая паста
В Массачусетском технологическом институте Ван и Яо изучали реакцию различных материалов на влажность. В основном они работали с определенной бактерией, которая может трансформировать свою форму, сжиматься и расширяться в ответ на влажность.
По совпадению, эта же бактерия используется для ферментации соевых бобов, чтобы приготовить обычное японское блюдо, известное как натто. Яо и Ван задались вопросом, можно ли разработать другие съедобные материалы, которые изменяли бы свою форму под воздействием воды.
Они начали экспериментировать с желатином – веществом, которое естественным образом расширяется при поглощении воды.
Желатин может расширяться в разной степени в зависимости от его плотности – характеристика, которую команда использовала при создании структур, преобразующих форму.
Яо и Ван создали плоскую двухслойную пленку из желатина двух разных плотностей. Верхний слой более плотно упакован и, следовательно, способен впитывать больше воды, чем нижний. При погружении всей конструкции в воду верхний слой заворачивается поверх нижнего, образуя медленно поднимающуюся арку.
Исследователи искали способы контролировать, где и в какой степени структура изгибается, чтобы они могли создавать различные трехмерные формы из листа желатина. В конце концов они остановились на трехмерных печатных полосках из съедобной целлюлозы поверх верхнего слоя желатина.
Полоски целлюлозы естественным образом впитывают очень мало воды, и они обнаружили, что полоски могут действовать как водный барьер, контролируя количество воды, которой подвергается верхний слой желатина. Печатая целлюлозу в виде различных рисунков на желатине, они могли предсказуемо контролировать реакцию структуры на воду и формы, которые она в конечном итоге принимала.
«Таким образом, вы можете иметь возможность программирования», – говорит Яо. "Вы в конечном итоге начинаете контролировать степень изгиба и общую геометрию конструкции."
Дизайн для демократии с лапшой
Ван и Яо создали множество различных форм из желатиновых пленок, от макаронных и ригатоноподобных конфигураций до форм, напоминающих цветы и конские седла.
Заинтересовавшись, как их дизайн может быть реализован на профессиональной кухне, команда продемонстрировала свои продукты шеф-повару элитного бостонского ресторана. Ученые и шеф-повар начали короткое сотрудничество, в ходе которого они разработали два кулинарных творения: прозрачные диски из желатина, приправленные планктоном и чернилами кальмара, которые мгновенно оборачиваются вокруг маленьких бусинок икры; и длинные полоски, похожие на фетучини, сделанные из двух желатинов, плавящихся при разных температурах, в результате чего лапша самопроизвольно делится, когда горячий бульон тает определенные части.
«У них отличная текстура и довольно хороший вкус», – говорит Яо.
Команда записала образцы целлюлозы и размеры всех структур, которые они смогли создать, а также проверила механические свойства, такие как прочность, организовав все эти данные в базу данных. Соавторы Чжан и Ченг затем построили вычислительные модели трансформации материала, которые они использовали для разработки онлайн-интерфейса, позволяющего пользователям создавать свои собственные съедобные, преобразующие форму структуры.
«Мы провели множество лабораторных испытаний и собрали базу данных, в которой вы можете выбирать различные формы с инструкциями по изготовлению», – говорит Ван. «Обратимо, вы также можете выбрать базовый узор из базы данных и настроить распределение или толщину, а также увидеть, как будет выглядеть окончательное преобразование."
Исследователи использовали лабораторный трехмерный принтер для нанесения рисунка целлюлозой на пленки из желатина, но они наметили способы, с помощью которых пользователи могут воспроизвести аналогичные эффекты с помощью более распространенных методов, таких как трафаретная печать.
«Мы предполагаем, что онлайн-программное обеспечение может предоставлять инструкции по проектированию, а начинающая компания может отправить материалы к вам домой», – говорит Яо. «С помощью этого инструмента мы хотим демократизировать дизайн лапши."