智慧食品系統(tǒng)

編譯/夏溦

智慧食品系統(tǒng)

編譯/夏溦

到2050年，全球?qū)⒂谐^9億人口。因為所有的人都需要吃，因此要養(yǎng)活這些人，食品產(chǎn)量必須大幅增加。但現(xiàn)在，人們對食品的使用并不高效。有數(shù)據(jù)顯示，在發(fā)達國家生產(chǎn)的食品中，有高達40%被扔掉而從未到過人們的腸胃中。雖然尋找增加農(nóng)業(yè)耕作能力的方法已經(jīng)得到了全球的關(guān)注，但是，還有一件事同樣重要，那就是為食品供應(yīng)所使用的資源——土地、水以及多種形式的能源——并不是無限的，實際上它們都處在危險之中。因此，需要使用現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)方式，最大限度地減少自然資源的使用，并且根據(jù)科學(xué)模型而不是機會來做出決策。幸運的是，我們可以更高效地利用一種豐富的資源——信息。使用大數(shù)據(jù)分析，我們可以跨整個食品價值鏈創(chuàng)建更智慧的食品系統(tǒng)，這包括應(yīng)該怎樣種植，怎樣收獲，怎樣分發(fā)銷售，怎樣消費等。

食品和可持續(xù)性發(fā)展

當(dāng)你在吃一根胡蘿卜的時候，也消耗掉了種這根胡蘿卜所需要的資源，包括水、燃料和電力。測算表明，生產(chǎn)1卡路里熱量的食物平均需要7到10卡路里的輸入。當(dāng)然，這一數(shù)值取決于食物，比如植物是大約3卡路里，而牛肉則需要大約35卡路里。通過利用傳感器和可追溯的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在我們可以遠(yuǎn)程監(jiān)控并確定有哪些人在從事不可持續(xù)的耕作方式。消費類產(chǎn)品公司可以了解其供應(yīng)商的運營，并影響他們做出對我們所有人都有積極影響的更好的決策。

例如，美國加利福尼亞州的一個水果生產(chǎn)商陽光世界（Sun World）就使用分析系統(tǒng)來分析其對水的使用、作物產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)勞動力成本、生長模式，以及一系列的銷售和分銷過程，其目的是進行深入了解，從而能夠在不斷變化的情況下做出更快、更好的決策。通過查看歷史上的天氣、作物產(chǎn)量和灌溉數(shù)據(jù)，陽光世界公司已經(jīng)能夠利用自然天氣模式調(diào)整其運作，并且更好地了解每種作物所需要的精確用水量。例如，通過使用滴灌系統(tǒng)，在過去的4年間，已經(jīng)為該公司削減了9%的用水量。同時，通過更好地了解可能會影響他們的產(chǎn)品將被如何消費的需求和市場作用力，該公司能夠?qū)崿F(xiàn)利潤最大化。

另外，全球變暖會影響全球食品系統(tǒng)，而農(nóng)業(yè)有潛力成為解決減少溫室氣體排放和對環(huán)境影響的方案的一部分。以歐洲農(nóng)民為例，他們使用資源就相當(dāng)高效，因而對環(huán)境造成的影響也相對較小。使用氮肥既是一種巨大的能源消耗，同時也會對耕作環(huán)境造成影響。在歐洲，自1980年以來，每使用1公斤的肥料，作物產(chǎn)量就增加50%。顯然，不論是對農(nóng)民、氣候還是對環(huán)境，這都是不可思議的改善。同時更多的農(nóng)民使用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)工具能將對環(huán)境的影響降至最低，但保持生產(chǎn)率。例如在芬蘭，通過在土壤中使用石膏，磷泄漏減少了60%。無疑，這些都在某種程度上促進實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

食品安全和供應(yīng)鏈

無論食品是在貨架上因變質(zhì)而被丟棄，還是因為植物受到污染而變得無法食用，與食品相關(guān)的危機情況都有可能影響到成千上萬的人，導(dǎo)致巨大的醫(yī)療保健費用，食品公司的收入損失，在最壞的情況下，甚至?xí)斐伤劳?。僅僅在美國，每年就有1/6的人受到由食物傳染的疾病的影響，這導(dǎo)致12.8萬人次入院，3000人死亡，以及將近800億美元的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

想象一下，你能確切地知道，你吃的蘋果產(chǎn)自哪兒，是多久前采摘的，其實這完全可以做到?，F(xiàn)在，“從農(nóng)場到餐桌”這句話已經(jīng)變得很常見，因為人們需要追溯食品是怎樣通過供應(yīng)鏈送達他們手中的。了解食物的來源也支持了“購買本地產(chǎn)品”運動，因而可以減少運輸成本，縮短供應(yīng)鏈長度。

在全世界的任何地方，都有平均5%～15%的食品因為腐爛而被丟棄。即使是產(chǎn)自本地的食品，也很有可能在被購買前就已經(jīng)腐壞了。為了讓產(chǎn)品看起來更豐富，通常雜貨店會不考慮需求而在貨架上堆積過多的產(chǎn)品，這就導(dǎo)致了相當(dāng)一部分的食品因為腐敗而被丟棄。雖然生產(chǎn)這些食品同樣需要用水、勞動力、天然所和包裝，但它們卻只能被丟棄。

為此，IBM的科學(xué)家們建立了一個系統(tǒng)，能夠自動識別、關(guān)聯(lián)和顯示來自多個源的數(shù)據(jù)，減少確定最有可能的污染源所用的時間。這一系統(tǒng)將預(yù)先計算好的零售數(shù)據(jù)與地理編碼的公共健康數(shù)據(jù)集成在一起，讓調(diào)查人員能夠看到可疑食品的分布，選擇地圖中的一個區(qū)域，查看公共健康案例報告和臨床遇到的實驗報告。該算法能夠有效地從每份新報告中學(xué)習(xí)，重新計算每個食物可能引起的疾病的概率。

智慧食品系統(tǒng)勢在必行

聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）預(yù)測，到2025年，全球每日食品需求將增加30%。這就需要全球食品系統(tǒng)面對宏觀經(jīng)濟的壓力，能夠更加高效，更好地滿足消費者期望，有更多的利潤，并且更加富有彈性。而荷蘭合作銀行食品和農(nóng)業(yè)銀行全球主管Fred van Heyningen指出，智慧食品系統(tǒng)更高效、浪費更少，并且利潤更高。它結(jié)合了技術(shù)與數(shù)據(jù)，改變決策方式與速度，優(yōu)化生產(chǎn)食品的資源使用，能夠?qū)⑹称吩谇‘?dāng)?shù)臅r間運送到需要它們的消費者手中。由此可見，發(fā)展智慧食品系統(tǒng)勢在必行。

在2015年10月的米蘭博覽會上，荷蘭合作銀行表示，技術(shù)、大數(shù)據(jù)和更先進的算法的組合是改善農(nóng)業(yè)成果的有力機會。更智慧的食品系統(tǒng)能夠?qū)⒏髯硬块T、供應(yīng)鏈各階段以及各地區(qū)的生產(chǎn)率至少提高5%。技術(shù)可以讓事情自動發(fā)生，大數(shù)據(jù)會告訴我們發(fā)生了什么，而算法會將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為決策，從而添加食品生產(chǎn)、加工和分配的速度和精度。幸運的是，目前全球食品系統(tǒng)已經(jīng)開始向更智慧的方向轉(zhuǎn)變。而業(yè)、加工和物流中的技術(shù)，這些都是讓這一產(chǎn)業(yè)走向未來的實際步驟。

無人駕駛飛機：無人駕駛飛機越來越多地被用于監(jiān)控和提高農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)量，并測量牧場和草地的成長情況。

大數(shù)據(jù)：主要零售商正在使用大數(shù)據(jù)跟蹤采購，監(jiān)測易腐貨物的質(zhì)量，從而更高效地滿足消費者的需求；同時，農(nóng)業(yè)技術(shù)初創(chuàng)公司正在開發(fā)方法，幫助農(nóng)民通過氣象信息、分析、土壤監(jiān)測等，提高產(chǎn)量并降低成本。

家禽生產(chǎn)：加工者可以監(jiān)控家禽農(nóng)戶的表現(xiàn)，在潛在的生產(chǎn)力和福利增加方面提供指導(dǎo)。有數(shù)據(jù)顯示，提高家禽孵化、生產(chǎn)和加工控制可以將生產(chǎn)效率和盈利能力提高約5%。

智慧灌溉：全球定位系統(tǒng)（GPS）以及植物和土壤傳感器為噴灑系統(tǒng)提供了實時數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化灌溉和施肥。

智慧食品系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵

雖然目前存在構(gòu)建更智慧的食品系統(tǒng)的技術(shù)，但智慧食品系統(tǒng)并不是自然而然地產(chǎn)生的。要讓全球食品和農(nóng)業(yè)滿足未來10年的需求，有三個關(guān)鍵：

首先是加強供應(yīng)鏈。更智慧的食品系統(tǒng)將需要購買者和供應(yīng)商在追求新的回報時要做出新的投資，并承擔(dān)新的風(fēng)險。成功將取決于購買者和供應(yīng)商之間更緊密的連接，數(shù)據(jù)共享，以及實時做出共同決策。

其次是使投資成為可能。新的辦法和技術(shù)帶來新的風(fēng)險和機會。智慧食品系統(tǒng)將需要來自投資者和監(jiān)管機構(gòu)的理解與支持，他們要提供框架，指出可以在哪里安全有效地使用技術(shù)。

最后是獲得社會的接受。消費者關(guān)注的問題包括基因改造與克隆、數(shù)據(jù)隱私、食品浪費和營養(yǎng)等。在變化中，必須考慮并處理這些人們關(guān)心的問題。要建立公共支持的更智慧、更可持續(xù)發(fā)展的食品系統(tǒng)，需要提高參與級別和教育水平。

智慧食品系統(tǒng)的有趣案例

讓孩子吃屬于他們的蔬菜

賓西法尼亞大學(xué)的研究人員正在研究尋找讓食品變得更加美味的方法。他們所使用的新技術(shù)之一是電子順磁共振波譜（EPR spectroscopy），它能測量小分子的分布和反應(yīng)性。這些發(fā)現(xiàn)可以應(yīng)用于在分子水平進行調(diào)整，來改變食品的口味。該項目要通過綁定食品中的苦味化合物，從而讓人們嘗不到苦味。其目的就是要尋找增加兼容性的方法，因為許多健康食品的味道并不好，這對孩子尤其重要。因此對于不喜歡綠色蔬菜的孩子的父母，這項研究非常有用。同時，該技術(shù)還可以用于讓食品保鮮更長時間。使用類似的方法，該項目的研究人員通過綁定抗氧化劑控制食品氧化，延長保鮮期。

為了方便研究，賓西法尼亞州立大學(xué)食品科學(xué)系成立了一個感覺測試中心（Sensory Evaluation Center），中心有12個測試展臺，使用計算感覺軟件收集數(shù)據(jù)。這一技術(shù)能讓科學(xué)家、封裝工程師和營養(yǎng)師更好地了解特定的原料、工藝、包裝或存儲條件會如何影響食品的感官性。

值得關(guān)注的是，這一研究的應(yīng)用不僅僅限于食品，同樣的技術(shù)可以應(yīng)用到藥品中，讓藥物變得沒有那么苦，從而更容易被孩子接受。

挑戰(zhàn)學(xué)院的孩子

如果目標(biāo)是讓學(xué)生致力于研究，那么提供免費的冰激凌樣本是個很好的方法。然而，哈佛大學(xué)對于創(chuàng)新的食品研究的獎勵卻是冷硬的現(xiàn)金。2015年，哈佛大學(xué)創(chuàng)新實驗室（Innovation Lab，i-Lab）挑戰(zhàn)學(xué)生找到方法來讓“食品更好”，并且為更健康、更可持續(xù)和更公平的食品系統(tǒng)開發(fā)創(chuàng)新性解決方案。在這一長達一年的全學(xué)校性競爭中，學(xué)生以團隊為單位，提出改進全球食品系統(tǒng)的多方面建議，包括生產(chǎn)可持續(xù)性的、有營養(yǎng)的食品，在食品分配和市場營銷方面進行創(chuàng)新，改善飲食，以及減少食品浪費。入圍決賽的有五個團隊，每個團隊得到了5000美元和一個導(dǎo)師，來幫助他們孵化自己的想法。這五個團隊包括：

BioFarMarket：該團隊的項目將彌補目前中歐和東歐，以及更廣泛地區(qū)的有機農(nóng)場主和消費者之間的分銷鴻溝。

Coolify：這是一個微冷存儲解決方案，它能改善收獲后的農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈，減少腐壞。

FOCUS Foods：這是一個城市水培農(nóng)場，它將成為一個自給自足的共生魚與生產(chǎn)系統(tǒng)，服務(wù)于費城當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)。

Icebox：這是一個為健康、可持續(xù)的食品分銷而創(chuàng)建的模塊化冷存儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

Waste to Feast（從廢物到盛宴）：這一系統(tǒng)將商業(yè)中的殘羹剩菜提供給無家可歸的兒童和家庭。

到2015年底，冠亞季軍隊伍都將獲得豐厚的現(xiàn)金大獎。但是，這一挑戰(zhàn)的最終目的并不只是為了最后的大獎。相反，它是要讓學(xué)生接受食品系統(tǒng)教育。為此整個競爭年度中都穿插著各種活動和研討會，這包括實地考察當(dāng)?shù)剞r(nóng)場、餐廳和食品銀行，可持續(xù)性地球日展覽會（Earth Day Sustainability Fair）和食品與研究研討會（Food+ Research Symposium）等。

全球食品系統(tǒng)必須適應(yīng)全球城市人口的日益增長和消費習(xí)慣的不斷變化，實現(xiàn)真正的智慧。