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。

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。

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。

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）