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小发猫 2019年科技预测:五年改变人类生活五项技术

小发猫连续发布了五项技术(“5in5”),这些技术被认为将在未来五年改变人类生活。自2006年以来发布的55个预测中有许多已经成为现实,如远程医疗、可降解塑料和智能手机。这些技术深刻地改变了我们的生活和工作方式,而今年的五分之五预测关注食品安全,以及农业、环境和人类可持续发展的家园,因为这些与我们的生活密切相关。

在未来五年,地球人口将首次超过80亿。人类复杂的食品供应链已经面临着来自气候变化和水资源短缺的巨大压力,并将在未来受到进一步考验。为了满足未来大量人口的需求,研究人员正在探索新技术、新设备和科学突破,并试图以新的方式思考食品安全和保障。

数字农业:“数字双胞胎”将用更少的资源养活更多的人

到本世纪末,地球人口将增加45%,而耕地面积将减少20%。此外,这些耕地的利用效率可能不高。由于种植方法不当,世界上一半的农民在收获后将面临一定的损失。随着对食物需求的增加,必须改进现有的耕作方式以满足需求。

以一杯咖啡为例。它来自咖啡农的辛勤工作。在信息技术尚未渗透到农场的时代,咖啡农与农村合作社或其他农民交流信息非常不方便。如果他们去银行申请贷款,需要很长时间和大量的审查。因此,国际商用机器公司认为,为全球农场创建“数字双胞胎”或“虚拟模型”将有助于农业应对这一挑战。这项技术可以共享农场数据,让农业参与者分享想法、研究和材料,交换全球农场和作物生长的数据,并与食品供应链连接。

国际商用机器公司中国研究院院长林永华(Lin Yonghua)表示,国际商用机器公司的研究人员通过对农场的全方位数据收集,构建了一个农业决策平台。为农业建造的虚拟模型数字双胞胎实际上是实际耕种的农场的数字再现和360度数字展示。高精度卫星数据与多维深入研究相结合后,决策平台可以预测10平方米范围内的农业收成,并对农作物进行健康管理。

例如,国际商用机器公司正在肯尼亚开发相关技术。它正试图利用传感器根据地下水开采数据分析当地作物的供求规律。卫星图像、全球气候数据、数千万大气压力传感器和物理模型的集成建模不仅可以帮助农民预测土壤湿度、管理灌溉和防止干旱,还可以帮助政府做出更好的决策,帮助食品供应商预测收成,并允许卫生部门尽快开展可能的虫害防治。

此外,决策平台还可以与农业初创公司合作开发一个数字钱包,让整个农业价值链中的所有各方随时捕捉、跟踪和共享数据,这样农民就可以快速从银行获得贷款或其他金融服务。

除了在农业中使用数字双胞胎技术之外,其他行业实际上可以在这个领域构建数字双胞胎,以实现更高效的数字重塑。

信息透明警告:利用区块链减少食品浪费

在未来五年,我们将能够消除食品供应链中许多未知的浪费现象。

以每个人都熟悉的橙子为例,由于食品供应链中的问题,世界上每年有超过1500亿个橙子在被放在餐桌上之前就已经腐烂了。被浪费的不仅仅是橙子,还有宝贵的自然资源,如人力、资本、土地、能源和水,被投资来生产这些橙子。

据统计,每年世界上三分之一的食物和近一半的水果和蔬菜被浪费掉。绝大多数损失发生在运输、包装、储存、分销、零售和其他环节。浪费问题的部分原因是无法追踪食物腐败。部分问题是由于食品供应链过程中缺乏信任的透明度和信息的积极响应。同样,农民在决定种植多少和收获多少时,往往只依靠猜测。供应商可以

林永华表示,国际商用机器公司的研究人员利用互联网、区块链、物联网和人工智能将食品供应链中的相关方联系起来,共享数百万条食品供应链的链接,帮助全面优化食品供应链,从而能够及时监控运输、温度、湿度和位置等重要信息,大大降低食品消耗,最终放在餐桌上的食品会更加新鲜。

在这项技术下,区块链将帮助实时记录整个食品供应链中的各种数据,从种植到市场预测再到供应。物联网技术有助于收集食物的重要信息,包括新鲜度、污染甚至可能的成本。最后,利用人工智能技术对整个系统的数据进行分析,预测消费者的需求。除了对种植、生产和整个分配进行更好的决策和早期预警之外,还可能有更有价值的见解。

绘制微生物基因组图谱:保护我们免受食物中有害细菌的侵害

微生物和人类一直在任何地方共存。其中一些对人体无害,而另一些对人体无害。我们如何识别它们并利用它们为人类服务?为此,我们必须首先理解它们与人类健康的关系。

根据统计数据,每年全世界有多达6亿人因误吃受污染的食物而生病。目前,专业的食品检测仍然需要特别复杂的程序和步骤。传统的检测需要几天时间,只能证明某种致病菌的存在。因此,国际商用机器公司的研究人员正在研究一种新的、更具预测性的食品检测方法,希望能帮助人类更快、更清楚地了解食品中是否含有病原体。

利用脱氧核糖核酸和核糖核酸测序技术,研究人员可能很快就能掌握各种食品生产和运输场所的微生物状况。这些分析结果可用于检测微生物群体中是否存在异常,例如猪肉香肠样品中突然出现了意外的病原菌,或者微生物群体的总体组成发生了变化等。

研究人员可以随时利用基因测试来描述食品生产和流通环节中的生物群,然后通过庞大的微生物参考数据库获得模型,分析食品中是否在极短的时间内存在对人类有害的微生物。小发猫建立了超过500TB的食品复合微生物种群参考数据库,其中包含了人类在过去20年中发现的所有微生物基因数据。因此,利用结核病级别的巨大基因数据,我们可以有效地区分有害和无害的微生物。同时,小发猫科学家还开发了专门协助微生物研究的云服务,可以有效地向各个领域的科学家开放进行研究合作。

平板侦探:人工智能传感器检测病原体

在未来五年内,世界各地的农民、食品加工者、零售商和在家做饭的人将能够轻松检测出食品中存在的危险污染物。食品测试将不再需要几天,而是几秒钟。

所有物品和物质都有自己独特的光学图案。借助分光计通过识别光学图案可以知道这些物质,但是分光计非常大且昂贵,不能在日常生活中使用。国际商用机器公司已经开发出一种功能强大、小巧便携的光学分析仪,可以与手机摄像头一起使用。同时,通过训练人工智能,我们可以知道所呈现物质的材料或成分。

这项技术可以大大减少食品安全事故,如大肠杆菌爆发。另一个重要因素是实验室测试的高成本和低效率,这需要长达48小时才能产生结果。为了保护自己免受食物中病原体的侵害,我们可能没有那么多时间。这些便携式细菌传感器可以大大提高病原体检测的速度,并将检测时间从几天缩短到几秒钟。这样,食物链中的所有参与者都可以随时检测到食物中有害的大肠杆菌或沙门氏菌的存在,从而杀死摇篮中的大规模疫情。

想象一下,在接下来的五年里,饭前手机拍摄的食物可能不再用于分享,而是通过连接到手机上的人工智能传感器来检测食物安全,每个人都可以操作。由于可以与手机结合,更多人工智能传感器应用场景将会不断解锁,从口中进入的概率将会大大降低。

据国际商用机器公司沃森研究中心的工程师洪敏说,人工智能传感器还被用于许多目的,比如抑制假冒产品。全世界假冒产品造成的经济损失每年超过6000亿美元。人工智能传感器和区块链的结合可以为每个环节提供可靠性认证。人工智能传感器采集的原始物理指纹的组合可以保证货物在供应链和物流等各个环节的真实性。

塑料“手术”:新的回收技术使塑料废物再生。

2019年,人类面临塑料危机。迄今为止,人类已经生产了83亿吨塑料,可以填满8000个罗马体育场。到2050年,海洋中的塑料比鱼还要多。

塑料非常有用。它非常轻便、方便和有效。成本也很低。它能更好地保存食物,也非常有效地节约能源。目前,世界每年生产超过2.72亿吨塑料,其中四分之一是由聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的。国际商用机器公司预测,在未来五年,垃圾处理和塑料产品的生产方式将会完全改变。聚酯制造商将能够回收垃圾并将其转化为有用的东西。牛奶盒、饮料瓶、购物袋和其他东西可以回收利用,这将彻底改变未来人们丢弃和制造塑料的方式。

小发猫发明了一种压力反应器来解决塑料回收的问题,这种反应器采用了一种新的回收方法,叫做沃卡特(Volcat)。Volcat是一种简单、可持续的催化化学反应过程。它可以“选择性地”将聚酯分解成一种物质,这种物质可以在塑料生产设备中直接加工,成为生产新产品的原料。回收利用取代了石油中的塑料原料,成为一种可再生的原料来源。

”将来,食品包装盒中使用的塑料不会被丢弃到海里,而是会被重新加工并重新上架。塑料技术发展中的创新将使我们更容易处理未来的白色垃圾,”鲍勃艾伦(Bob Allen)说,他是小发猫Almaden研究中心的研究员,也是材料研究和创新部门的负责人。

一些环境专家认为,对于普通人来说,塑料回收技术的未来进步意味着没有必要费力地对用过的包装盒、包装纸或塑料制品进行分类和清洁。所有的垃圾都可以直接扔进垃圾桶,由路边的垃圾车运送,然后送到垃圾回收场,在那里进行处理并转化为新的可再生材料。

结论:今年的五分之一似乎有更多的“世界烟火”。这五个主要版本是由来自国际商用机器公司不同领域的科学家围绕食品生产、供应链、安全、测试、包装和回收这五个主要方面发布的。披露背后应用的技术将被披露。我们将拭目以待,看看科技将如何改变未来五年我们赖以生存的粮食、农业和环境,并为我们共同的家园“保持温和和准备就绪”。

[来源:新浪科技]



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