麻省理工學院推出可持續(xù)3D打印機，利用人工智能將食物垃圾轉(zhuǎn)化為有用物品

2025年7月22日，南極熊獲悉，來自麻省理工學院的兩位畢業(yè)生開發(fā)一款能夠?qū)⒓彝ナ澄锢�圾轉(zhuǎn)化為可用物品的桌面3D打印機。這款名為FOODres.AI的打印機由王一清和曹碧如共同研發(fā)，結(jié)合了人工智能、實時材料分析和基于擠壓的3D打印技術(shù)，能夠?qū)⑾憬镀ず褪卟诉吔橇系扔袡C廢料重新利用。項目源自麻省理工學院IDEAS社會創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽，這是一個支持學生主導的環(huán)境和社會倡議的大學孵化器。

桌面3D打印系統(tǒng)通過一款移動應用程序處理輸入，應用程序利用手機攝像頭和自訓練的物體檢測模型來識別廢料的類型�；�于分析結(jié)果，人工智能評估打印適性并提出配方，將廢料與天然添加劑混合，生成生物塑料糊狀物。設(shè)備內(nèi)部的材料處理模塊負責制備混合物，然后通過三軸擠出系統(tǒng)進行沉積。用戶可以從預加載的模板（包括杯墊和杯托）中進行選擇，也可以上傳自定義設(shè)計。這款打印機可打印長寬各240毫米、高220毫米的物體。

△Foodres.AI3D打印機。圖片來自Foodres.AI。

這款打印機器設(shè)計精巧，易于操作，無需任何 3D 打印經(jīng)驗。它有兩個開口，一個用于放入廚余垃圾，另一個用于取出打印物品，并配有半透明外殼，可直觀展示內(nèi)部打印過程。移動界面提供可視化工作流程，包括形狀選擇、實時反饋以及根據(jù)可用材料自定義顏色或紋理。軟件會根據(jù)用戶輸入自動調(diào)整打印參數(shù)，支持標準化和個性化輸出。

Foodres.AI機器原型于2024年12月在馬薩諸塞州劍橋市創(chuàng)建。根據(jù)項目文件，美國的食物損失和浪費每年產(chǎn)生約1.7億公噸二氧化碳。通過在殘渣進入堆肥箱或垃圾填埋場之前進行干預，該設(shè)備實現(xiàn)了創(chuàng)造者所說的“超本地循環(huán)經(jīng)濟”。用戶測試表明，人工智能輔助檢測提高了打印質(zhì)量，并且過程透明且易于實踐，提高了參與度。這款打印機能夠使可持續(xù)行為切實可行，是開發(fā)的核心重點。

△界面設(shè)計。圖片來自 FoodRes.AI。

FOODres.AI 獲得了麻省理工學院 IDEAS 挑戰(zhàn)賽的資助，挑戰(zhàn)賽設(shè)在PKG 公共服務中心。他們的團隊作為 2024 屆參賽者，獲得了 4,000 美元的種子基金。IDEAS 要求項目由麻省理工學院的學生主導，并根據(jù)可行性、情境創(chuàng)新和影響力衡量標準對提案進行評估。這款桌面打印機符合這些標準，它為一個廣為人知的環(huán)境問題提供了一個家庭規(guī)模的制造解決方案，同時無需專業(yè)知識或基礎(chǔ)設(shè)施。

2025年，這項設(shè)計榮獲兩項重要國際獎項，并獲得了國際認可。打印系統(tǒng)榮獲社會設(shè)計類別的A'設(shè)計白金獎，由專業(yè)人士、學者和媒體組成的評審團評選，僅授予排名前1%的參賽作品。評委們高度評價了打印機使環(huán)保參與變得觸手可及的能力，以及對人工智能和材料科學的融合。此外，它還榮獲了iF設(shè)計獎，旨在表彰全球工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的杰出成就。這兩個獎項都使項目與其他具有社會影響力的數(shù)字制造創(chuàng)新項目并駕齊驅(qū)。

△基于食物垃圾的測試材料和3D打印樣品的特寫。圖片來自Foodres.AI。

這臺由劍橋大學研發(fā)的機器將食物殘渣重新定義為功能性創(chuàng)造的原材料，而非不可避免的廢棄物。與依賴集中物流的堆肥或再分配項目不同，這種方法實現(xiàn)了家庭內(nèi)部的再利用。雖然這款 3D 打印機仍處于原型階段，但它展示了增材制造和人工智能如何融合，以支持家庭層面低門檻、環(huán)保的實踐。