自1960年以来，全球人口翻了一番；但得益于农业创新，如今挨饿人口所占比例比半个世纪前更低。
但气候变化可能颠覆这一局面，如今农民正寻求利用新技术提高产量。
人工智能（AI）等技术创新可用于多种用途，例如管理作物、研究更具韧性的种子或预测产量。
第四次工业革命为各行各业带来了大量新技术，农业也不例外。
种植者向来精通技术，但自动驾驶拖拉机、照料作物的机器人以及精准施用农资的无人机，相较于20世纪的农场已是一大飞跃。
这些创新激发了公众对农场技术潜力的期待，但它们只触及了技术应对气候变化、粮食供应受限等紧迫挑战的可能性的一小部分。
随着农业科技投资创下历史新高，初创企业和行业巨头都必须审慎地将人工智能等创新应用于整个农业价值链。这些新兴应用可能塑造农业的未来。
土壤之下
人工智能可以改进农业生命周期的最初阶段：在播种之前，开发更优质的作物投入品。
例如，基因编辑技术CRISPR——这项创新也源自其他行业——有助于培育更具韧性、产量更高的种子。企业正运用人工智能提升其速度和效能。许多作物的基因结构十分复杂，例如玉米有32,000个基因，而人类有20,000个；人工智能因此能帮助研究人员了解编辑多个基因所产生的影响，具有不可替代的价值。
诸如Inari和Cibus这样的公司正运用这些技术提高作物产量，同时减少用水和其他投入。随着全球人口增长，干旱等自然灾害又因气候变化而加剧、令农业生产更加困难，提高玉米、大豆和小麦等主粮作物的产量至关重要。
干旱不仅直接威胁作物生长，也会为帕尔默苋等杂草创造适宜的生长环境——帕尔默苋被称为“杂草之王”。为应对这一问题，研究人员正利用人工智能开发比目前市售产品更安全、更有效的作物保护方案。例如，Enko将DNA编码文库与机器学习模型相结合，让实验更智能，并更快地找到对抗害虫抗药性的新方案。
当地缘政治事件扰乱贸易时，这些创新有助于稳定全球粮食供应。眼下我们已经看到这种情况：俄罗斯和乌克兰提供了全球小麦供应量的四分之一以上，而乌克兰战争正在推高小麦和其他作物的价格。根据各地区不断变化的种植需求，量身打造具有韧性的种子和作物保护方案，可以构建更稳定的主粮作物网络。
田间应用
随着气候变化的影响日益加剧，种植者需要详尽的实时数据，以准确判断如何以及何时处理作物。长远目标是让采集这些数据的人工智能模型从中学习，并不断提升能力。
人工智能驱动的田间测绘技术可在整个生长季预测不同作物的潜在产量，并持续纳入天气趋势、虫害压力等新信息。产量地图还可帮助种植者评估土地的购买或租赁价值，或为他们决定是否改种其他作物提供可靠依据。
传感器也是一种很有价值的田间工具。它们收集数据，精准定位特定区域内作物面临的脱水或病害等威胁，让种植者只在该区域施用作物保护产品、水或养分。农民可以根据自身的具体情况和需求，选择与传感器配套的其他技术。
将传感器与虚拟现实相结合，例如CropX所做的那样，可以创建作物的“数字孪生”。种植者可从任何地点查看自己的田地，并依据丰富的实时数据做出明智决策。此外，利用传感器数据指导安全有效的作物保护产品精准喷洒，可提高作物产量和健康水平。
对于美国西部等地的种植者来说，这类工具正变得愈发重要；当地正遭遇1200年来最严重的干旱。值得庆幸的是，传感器成本不断下降，让更多农民能够使用传感器并从采集的数据中获取信息。
餐桌之上
在新冠疫情期间，消费者对食品供应链的复杂性有了更多认识。农业行业可以借此机会应用新技术应对这些复杂问题，并更透明地说明食物如何种植、如何抵达餐桌。
例如，疫情期间，消费者对植物性肉类替代品的需求迅速增长，部分原因是新冠疫情扰乱了肉类供应链。企业正积极创新以满足这一新需求，其中一些企业利用人工智能寻找新的风味组合，让产品模仿肉类的味道。
人工智能还可以为供应商和消费者提供所需信息，帮助他们更审慎地做出食品相关决策。食品浪费领域的初创企业中有些利用人工智能评估消费者对特定商品的需求，以减少杂货店货架上的剩余商品；这些企业近期获得了新一轮资金注入。此外，人工智能还可与区块链等前沿技术结合，沿价值链追踪信息，例如食物的种植地点以及运到消费者手中所经过的距离等消费者关心的信息。
农业的未来
长期以来，农业行业和农民一直运用其他行业的技术改进耕作方式，为不断增长的全球人口提供安全、健康且价格合理的食物。
尽管全球人口在过去50年里翻了一番，农业用地供应有限，但同期无法获得充足健康食物的人口比例有所下降。
但挑战尚未结束：数百万人仍然无法获得食物，气候变化对农业造成的威胁日益加剧，而且到2050年，全球人口还将增加20亿。
此刻对农业行业至关重要，应借助新兴技术解决现实问题——尤其是建立持久、具韧性的全球粮食供应体系。