智能机器人预测:五年改变人类生活5项新技术

发布时间: 2019-06-25 11:37:20

    从2006年开始已经推出的55项预测中,很多已经变成了现实,例如远程医疗、可降解塑料以及智能手机等,这些技术深刻的改变了我们的生活和工作方式。

 

而今年的5in5更多了一些“人间烟火味”,聚焦在食品这个话题上。智能机器人发展预测,在接下来五年内,地球人口将首次突破80亿大关,人类复杂的食品供应链已经在面临气候变化和水源短缺的巨大压力,为满足未来庞大人口的需求,研究人员们正在探索各项新技术、新设备和科学突破,努力以全新的方式思考食品问题。

 

于是,在今年的5in5领域,不同领域的科学家围绕食品的生产、供应链、安全、检测、包装回收等五大方面展开,揭秘背后所运用到的科技,拭目以待未来五年科技如何改变我们赖以生存的食品、农业和环境。而这些技术,将帮助我们“温柔以待”共同的地球家园。

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1. 数字农业:用更少的资源养活更多的人口

 

到本世纪末时,地球人口将增加45%,而可耕种的土地面积则会减少20%,此外,这些可耕种土地的利用效率可能并不高,由于种植方法不当,全世界有一半的农民在收割后都会面临一定的损失,随着食物需求量不断增加,目前的耕种模式必须加以改进才能满足需求。

 

为此,IBM认为,智能机器人为全球农场打造一个“数字孪生体”或“虚拟模型”,将能够帮助农业应对这一挑战。这一技术可将农场数据进行共享,让农业各参与方分享想法、研究和材料,交流全球农场和作物生长相关数据,并与食品供应链相互联结。

 

IBM中国研究院院长林咏华介绍,IBM研究人员通过对农场进行全方位的数据采集,构建出农业决策平台,针对农业构建的虚拟模型——数字孪生子——它实际是对真正耕作的农场进行数字复制,进行360度的数字呈现,在融合高精度的卫星数据进行多方位的深度学习后,决策平台可以在10平方米的范围内预测农业收成,进行农作物的健康管理。

 

2. 信息透明预警:利用区块链减少食品浪费

 

据统计,每年全球有三分之一的食物,近一半的水果、蔬菜被浪费,其中绝大部分的损耗发生在运输、包装、储存、分销、零售等环节。

 

用大家都熟悉的橙子举例,因为食物供应链中的问题,每年全球有超过1500亿个橙子在还没有放到餐桌之前就已经腐烂,被浪费的不仅仅是橙子,更有为了生产这些橙子所投入的人力、资金以及土地、能源、水等宝贵的自然资源。

 

浪费问题一部分因为没有办法追踪食物腐败的情况,一部分因为食品供应链过程中信心不透明、信息不积极响应,同样农民在决定种多少、收多少时,往往只能凭猜测行事,商贩们也只能根据不完整的信息预测顾客需求和购买行为。

 

在人工智能技术支持下,区块链将帮助实时记录整个食品供应链中从种植到市场预测再到供给的各种数据,物联网技术帮助采集食物重要的信息,包括新鲜度,是否受污染甚至可能的造价,最后利用人工智能技术把整个系统的数据进行分析,来预测消费者的需求,除了整体上对种植、生产以及分配进行更好的决策和预警,或许还将有更具价值的洞察产生。

 

3. 绘制微生物组基因图谱:保护我们免受食品中的有害细菌

 

微生物与人类一直共处并无处不在,其中有些对人体无害,有些则不然,如何来辨别它们,并利用它们来为人类服务,要实现这一点,必须先了解它们与人类健康的关系。

 

据统计,全球每年因误食受过污染的食物而生病的人数多达6亿,目前,专业的食品检测还需要特别复杂的流程和步骤,传统测试要花费数天时间,而且只能证明某一种致病细菌是否存在,因此IBM的科研人员正在研究一种新的更具预测性的方法来进行食物检测,希望可以帮助人类更加迅速的、更加清晰地去了解食物里是否含有病原体。

 

利用DNARNA测序技术,研究人员也许不久便能掌握各食品生产地和运输地的微生物情况,这些分析结果可以用来探测微生物群中是否存在异常,如某份猪肉香肠样本中突然出现了一种意料之外的致病细菌、或者微生物群的整体构成发生了变化等等。

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4. 餐盘侦探:人工智能传感器探测病原体

 

在接下来五年之内,全世界的农民、食品加工商、零售商、以及在家做饭的人,都能不费吹灰之力地查出食物中是否存在危险污染物,食品的检测将不再需要几天,而是几秒即可完成。

 

所有的物品和物质都有自己独特的光学图案,借助机器人识别技术,便能知悉这些物质,但光谱仪非常庞大而且昂贵,无法被日常使用,IBM开发了一款功能强大、小巧便携的光学分析仪,可以与手机摄像头配合使用,与此同时,通过训练AI,我们能够得知所呈现的物质的材料或成分。

 

这项技术可以大幅减少例如大肠杆菌爆发的食品安全事件,还有一个重要因素是,实验室测验成本高、效率低,最多要48小时才能出结果,要想保护自己不受食品中的病原体伤害,我们可能没有那么多时间,这些便携式细菌传感器能够大幅提高病原体检测的速度,将检测时间从几天减少到几秒。这样一来,食品链上的各位参与方都能随时检测出食物中是否存在有害的大肠杆菌或沙门氏菌,将大规模爆发扼杀在摇篮里。

 

5. 对塑料“动手术”:新型回收利用技术让塑料垃圾重焕新生

 

2019年,人类面临着塑料危机,迄今人类已经制造了83亿吨塑料,能填满8000个罗马体育馆,到2050年,海洋里的塑料甚至会比鱼还多。

 

“今后,用于食品包装盒的塑料不会被丢弃到大海里,而是会被重新处理、重新上架,在塑料技术方面的发展方面的创新,能够使我们对未来的白色垃圾的处理更加容易”,IBM Almaden研究中心研究员、材料研究和创新部门主管Bob Allen介绍称。

 

有环境专家认为,对于普通人来说,未来塑料回收技术的进步意味着再也不用费力地分拣和清洗用过的包装盒、包装纸或塑料制品,所有垃圾都可以直接扔进垃圾桶、提到路边被垃圾车运走,然后被送到垃圾回收场,在那里被处理并转化成新的可再生材料。

 

 

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