一杯咖啡背后的科技
在資本把瘋狂的補貼砸向咖啡賽道之前，咖啡往往被視為小資生活的象征，是屬于文藝青年的小清新，是電影《第 36 個故事》里的咖啡館，在精致淡雅中洋溢著膠片質(zhì)感的柔和氣息。
▲ 圖片來自：《第 36 個故事》
如果說酒是中國古代文人騷客的戀人，那西方文藝作品則散發(fā)著咖啡的香氣。
海明威在《戰(zhàn)地春夢》里的咖啡中，嗅到了黎明破曉的味道；對于梵高來說，咖啡館是一個可以讓人瘋狂的場所；葡萄牙作家 薩拉馬戈甚至在將咖啡作為人生最后的愿望，他在《詩人雷伊斯逝世的那一年》里寫道：
如果還有一小時生命，我愿意用它來換取一杯咖啡。
咖啡不只是一杯普通的飲料，甚至還影響了人類文明的歷史進程。
法國 19 世紀著名歷史學家儒勒·米什萊將西方文明的啟蒙歸功于咖啡，因為咖啡「幫助歐洲人開智與排便，擺脫酗酒、便秘的生活形態(tài)�！�
文藝復興抒發(fā)的新思潮，部分歸因于一件足以養(yǎng)成新生活習慣，甚至改變民眾氣質(zhì)的大事件，那就是咖啡的出現(xiàn)。
盡管速溶咖啡的流行動搖了精品咖啡的地位，資本的裹挾逐漸瓦解了星巴克的第三空間，但人們對于一杯好咖啡的標準卻沒有因此降低。
正如咖啡大師田口護所說，咖啡并非只是咖啡師憑感性所醞釀而成的，而是思想和技術(shù)的結(jié)合。
一杯咖啡背后，不像制茶一樣依賴于師傅的主觀判斷。從咖啡豆的種植、分揀，到烘焙、研磨、萃取，這些過程其實都離不開各種硬件和軟件的結(jié)合，咖啡豆的水分和色則、烘焙的溫度和火候，都能精確測量和計算。
你現(xiàn)在喝的咖啡，其實也是工業(yè)文明下的科技產(chǎn)物。
對種植咖啡豆的農(nóng)民來說，手機平板越來越重要了
一杯好咖啡最關(guān)鍵的是什么？
按照 2017 年世界咖啡烘焙大賽中國區(qū)冠軍葉偉偉的說法，生豆對咖啡好喝與否的影響比例占到 40%，烘焙熟豆占好喝比例的 30%，其余的 30% 則由咖啡機、水質(zhì)和咖啡師等一起決定。
也就是說，咖啡豆基本決定了一杯咖啡的品質(zhì)。然而隨著全球變暖，要種出高品質(zhì)的咖啡豆正變得越來越難。
咖啡樹這種作物，需要生長在 15-25℃ 且降水充足的環(huán)境，并種植在海拔 300-2000 米的高地和山丘之上。近年來全球氣候變化加劇，連南極也錄得 21 ℃ 的高溫，咖啡行業(yè)正在面臨前所未有的減產(chǎn)危機。
根據(jù)澳大利亞智庫機構(gòu) Climate Institute 的一份報告，隨著氣候變暖，到 2050 年全球適合種植咖啡的土地面積可能會減少一半，而盛產(chǎn)咖啡豆的拉丁美洲，種植面積將減少 88%。
▲ 津巴布韋一位農(nóng)戶在采摘咖啡豆. 圖片來自：路透社
在以乞力馬扎羅咖啡聞名的坦桑尼亞，溫度每升高 1℃，每公頃的咖啡豆產(chǎn)量就會減少 137 公斤，1960 年代至今，那里的產(chǎn)量已經(jīng)下降了 50%。
高溫和干旱等極端天氣還帶了更多的蟲害和疾病，其中咖啡葉銹病是咖啡農(nóng)戶最大的敵人，當咖啡樹感染這種病，葉子就會像鐵銹一樣逐漸脫落，無法長出咖啡豆。2012 年中美洲一帶的咖啡豆遭遇了大規(guī)模的葉銹病，產(chǎn)量減半，經(jīng)濟損失高達 5 億 美元。
▲感染葉銹病的葉子. 圖片來自：BBC
在這樣背景下，種植咖啡的農(nóng)民開始引入更多的技術(shù)手段來應對氣候變化帶來的影響。
Raul Perez 是危地馬拉一名咖啡農(nóng)戶，在富埃戈火山附近擁有一片約 89 公頃的咖啡田。 Perez 現(xiàn)在每天除了要到咖啡田里巡視，還要密切留意手機上一個應用的數(shù)據(jù)變化，他不是迷上了炒股，而是要通過這些數(shù)據(jù)來調(diào)整種植情況。
Perez 使用的是一款叫做 Cropster 的數(shù)據(jù)管理 app，每月訂閱費用為 15 美元�？Х绒r(nóng)戶可以在上面記錄作物的施肥、灌溉、除草劑的用量，并查看降雨情況和濕度水平，以及成熟和收獲日期等一切和咖啡產(chǎn)量和質(zhì)量相關(guān)的數(shù)據(jù)。
▲Raul Perez. 圖片來自：bloomberg
這對于家中五代人種植咖啡的 Perez 來說是一次冒險的嘗試，在此之前 Perez 因為咖啡產(chǎn)量下降已經(jīng)解雇了一半的農(nóng)戶，附近的咖啡農(nóng)戶也紛紛轉(zhuǎn)向更容易種植的作物。
Perez 希望用技術(shù)來拯救這塊祖?zhèn)鞯目Х忍铮F(xiàn)實也給予他了應有的回報，現(xiàn)在 Perez 的咖啡生意比以往都要更好，出產(chǎn)的咖啡豆得到 Intelligentsia 和 George Howell 等高端咖啡品牌的青睞，并以標準價格 3 到 4 倍采購。Perez 表示：
數(shù)據(jù)正在成為咖啡農(nóng)場的命脈，尤其是在風險加劇的背景下，它能幫助我們擺脫混亂。
如今，像 Perez 這樣使用在咖啡種植中引入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的農(nóng)戶已經(jīng)超過 10 萬 ，一些軟件開發(fā)商和咖啡品牌正推動咖啡供應鏈的數(shù)據(jù)化，甚至免費為農(nóng)戶提供手機和平板等設備。
▲正在分揀咖啡豆的工人.
不只是咖啡種植，咖啡生豆入庫前也會用傳感器來測量水分，因為水分含量會影響咖啡的品質(zhì)和風味，過去這主要是靠農(nóng)民用牙咬來實測。同時一些廠商還借助基于機器學習的激光技術(shù)來分選符合標準的咖啡豆。
至于最令農(nóng)戶頭疼的咖啡葉銹病，有科學家試圖通過無人機來解決。
倫敦帝國理工學院生命科學系的 Oliver Windram 博士領導的團隊，就嘗試用無人機收集多光譜圖像數(shù)據(jù)，在空中識別并分析咖啡作物的生長情況，將咖啡葉銹病大范圍蔓延前將其扼殺。目前研究團隊已經(jīng)與泰國當?shù)氐臒o人機公司和咖啡種植戶展開了合作。
作為一杯好咖啡起點和決定性因素，咖啡豆的種植，越來越像一場線上線下聯(lián)動的農(nóng)場經(jīng)營游戲。
為了做出最好喝的咖啡，他們用軟件計算出了最佳曲線
雖然咖啡豆十分重要，但也還要經(jīng)過烘焙、研磨、萃取等流程才能成為一杯真正的咖啡。阿爾及利亞詩人阿卜杜-卡迪爾曾說「煮咖啡像在制作一件藝術(shù)品」，而這件藝術(shù)品的各項參數(shù)都離不開機器把關(guān)。
早在 1200 多年前，一位叫做夏狄利的伊斯蘭隱士就煮出了世界上第一杯摩卡咖啡，但咖啡在全球的流行離不開工業(yè)革命的推動。
咖啡本來就被當成提神的飲料，當人類進入蒸汽時代后，人們嘗試將咖啡的沖煮過程自動化，進一步提高效率。
1901 年一個叫做 Luigi Bezzera 的年輕人推出世界上第一臺蒸氣壓力的商用咖啡機，利用蒸汽加壓來快速萃取咖啡。通過機器來制作咖啡逐漸成為標準，而意大利也成了「西方咖啡的鼻祖」。
盡管自動化的咖啡機提高了咖啡沖煮效率，也減少了人工操作的誤差，但制作過程中的很多指標依舊無法精確測量。不過近年來不少咖啡師開始使用連接到軟件管理系統(tǒng)的機器，以秒為單位測監(jiān)控烘焙過程的溫度、顏色、火力等數(shù)據(jù)，希望以此找到最佳的咖啡烘焙曲線。
在近幾屆的世界咖啡烘豆大賽（WCRC），和獲獎結(jié)果一起頒布的，往往還有前三強的烘焙曲線。
什么是烘焙曲線？其實就是咖啡烘焙時記錄烘焙狀況和操作的溫度曲線圖表，參賽者可以通過 Cropster 這樣的智能烘焙應用記錄「轉(zhuǎn)黃」和「一爆」等關(guān)鍵節(jié)點的參數(shù)。
烘焙機內(nèi)置溫度計探針來測量咖啡的溫度，攝像頭則會監(jiān)控咖啡豆的顏色變化，記錄溫度、升溫速率、火力、以及反應模塊圖標等數(shù)據(jù)，并發(fā)送到軟件上，咖啡師可以在手機上實時觀察和調(diào)整烘焙的各種細節(jié)。
就像《三聯(lián)生活周刊》在去年在一期咖啡專題中所說的，好咖啡的極致猶如味覺和嗅覺的交響樂。生豆決定了咖啡的風味和香氣，而味覺部分，咖啡甜度、苦度、酸度和水果調(diào)的呈現(xiàn)，則是烘焙的功夫。
咖啡的一部分香氣是鼻子聞到的，一部分是嘴里感受到的。嘴里感受到的味覺是烘焙決定的。是不舒服的尖酸醋酸，還是酸酸甜甜，是焦苦、苦澀還是黑巧克力的苦甜，看的就是烘焙手法了。
曾經(jīng)獲得兩屆挪威咖啡烘焙大賽冠軍的 Simo 表示，他所在的咖啡品牌，所有機器都已經(jīng)連接到 Cropster 系統(tǒng)，每當有新的咖啡豆到貨，都會先找到最佳曲線再投入生產(chǎn)，幾乎所有烘焙調(diào)整都是通過分析過去積累下來的數(shù)據(jù)庫而決定的。
烘焙師的職責是為每支豆子找到完美匹配的烘焙曲線，為每支咖啡豆設定好發(fā)展的軌跡，呈現(xiàn)出她最美好的風味。
那么，還需要咖啡師嗎？
既然咖啡從種植到烘焙等環(huán)節(jié)都可以通過數(shù)據(jù)化來計算出最合適的標準，那是否意味著咖啡師對于一杯精品咖啡而言越來越不重要了？甚至完全可以讓機器準確批量復制頂尖咖啡師的技巧。
愛范兒之前就介紹過一位物理學教授通過計算機模型分析專業(yè)廚師炒飯的每個動作和飯粒的運動軌跡，用來啟發(fā)「炒飯機器人」設計，而在咖啡行業(yè)已經(jīng)有人在這么做了。
早在 2017 年，在舊金山 Metreon 購物中心就開了一家機器人咖啡廳 Cafe X，用一個叫做 Gordon 的白色機械臂來為顧客調(diào)配咖啡，可以根據(jù)顧客需求來調(diào)整咖啡口味，平均一分鐘可以調(diào)配 100~120 杯咖啡。
無獨有偶，臺灣的機械制造商上銀也推出過一款咖啡機器人，而且還和世界咖啡沖煮大賽（WCE）冠軍王策，復刻王策在比賽中的所有動作，據(jù)悉能制作 45 種不同口味的咖啡。
除了專業(yè)咖啡廳，類似的思路也延續(xù)到了消費級產(chǎn)品。一款叫做 iDrip 的智能咖啡機，同樣和多位世界咖啡師大賽（WBC）冠軍簽約，記錄專業(yè)咖啡師在制作手沖咖啡中的水溫、水速、路徑等數(shù)據(jù)和首發(fā)，然后用機器還原這些制作過程。
但這也并不意味這咖啡師不再重要，Cafe X 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Henry Hu 曾表示，咖啡機器人不是要取代咖啡師，而是通過自動化來完成更多重復性的工作，讓咖啡師有更多時間研究烘焙和沖煮技術(shù)。
美國特種咖啡協(xié)會（SCAA）執(zhí)行總監(jiān) Ric Rhinehart 認為，咖啡師最重要作用不是將烘焙咖啡豆，研磨成粉，并過濾沖煮，最關(guān)鍵在于為顧客提供量身定制的體驗，滿足不同顧客的需求，這才是機器無法取代的。
此外也有咖啡師指出，精品咖啡要實現(xiàn)標準化生產(chǎn)并不容易。不同的咖啡豆需要不同的烘焙和沖煮手法，制作的環(huán)境也會影響咖啡品質(zhì)，比如德國烘焙廠的配方不一定適用于布魯克林的咖啡廳。這些都需要專業(yè)的咖啡師依靠多年的經(jīng)驗來進行調(diào)整。
▲ 圖片來自：《等一人咖啡》
咖啡作為全球三大飲料之一，市場規(guī)模已經(jīng)超過 12 萬億，據(jù)統(tǒng)計每年全球要消耗 5 萬億杯咖啡，這一數(shù)字還在不斷增長。其中目前人均咖啡消費只有 5 杯的中國增長尤為迅猛，不有行業(yè)內(nèi)人士預測中國咖啡 5 年后將成長為萬億級規(guī)模的市場。
當日益增長的咖啡消費需求撞上面臨下滑的咖啡產(chǎn)量，科技成為解決這一矛盾不可或缺的手段。你在周末午后品嘗一杯手沖咖啡的時候，別忘了，這是一杯濃縮了人文和科技的飲料。
