据联合国粮食及农业组织（粮农组织，FAO）称，为养活预计到2050年达91亿的全球人口，农民必须多生产70%的粮食。
随着世界应对气候危机对农业供应链的影响，人工智能和其他技术正日益成为满足这一需求的关键。
世界经济论坛的一份新洞察报告重点介绍了将推动农业领域下一波转型的第四次工业革命技术，并呼吁建立公私合作伙伴关系以实现规模化发展。
在印度北部长大的时候，Himanshu Gupta的祖母常常往牛奶里兑水，以确保牛奶够全家十六口人（这是一个中下阶层家庭）饮用。牛奶价格上涨，家里便买不起更多牛奶了。
“那时候，我们没有时间去弄清楚原因和具体发生了什么，”他说，“但是很多问题，比如食品通胀……气候变化是其中的重要因素之一。”
几十年后，Gupta联合创办了ClimateAi，当时他还住在美国斯坦福大学的宿舍里。该校是全球最负盛名的大学之一。他如今希望在短短六年内帮助全球超过5000亿名农民。
借助当下“农业科技”（agritech，即在农业生产中运用数字工具和技术）的快速发展，对于帮助农民适应气候危机、加强全球粮食安全至关重要。这也具有良好的商业意义，正如Gupta所说，各行业的气候适应是一个价值1万亿美元的机遇。
“今年，我们看到适应领域迎来了一个拐点，即从慈善议程转向企业议程，”Gupta在接受世界经济论坛采访时表示。
ClimateAi与逾50家食品、农业和饮料供应链企业合作。如今，企业的参与度更高，因为它们“认识到，气候变化导致的价值链波动程度前所未有”。
根据近期一份关于“Future Fit Food and Agriculture”的报告，企业还能从投资削减90亿吨温室气体（GHG）排放中获益，这相当于全球粮食系统排放量的约一半。粮食系统目前占全部排放的30%。
人工智能能提供什么帮助？
联合国粮农组织（FAO）指出，地球上三分之一的土壤已经退化，每五秒钟就有相当于一个足球场面积的土壤被侵蚀。
试想一下，在全球人口已达81亿、需求急剧增长的背景下，培育土壤最多可能需要1000年时间才能形成仅2-3厘米厚的土壤。
人工智能（AI）有潜力通过重塑世界价值5万亿美元的农业产业，缓解这一压力，使其变得更好。
首先，农业中时机至关重要。热浪何时结束？下一场大风暴何时到来？洪水何时开始？能否找到这些紧迫问题的答案，决定了农民能否知道何时购买种子、购买哪种种子，以及何时播种和收获。
农民需要提前数月获得这些答案，有时甚至要提前六个月，才能保障作物收成。在不可预测的天气模式日益剧烈的今天，这一点显得更加重要。然而，Gupta表示，大多数天气预报目前仅能预测两周。
农民还需要借助农业科技，了解其土壤（即生计的根本）在未来数十年间，随着气候模式的演变，将会如何变化，比预期更快。
总体而言，农民需要更充分的预警，无论是对于“当下”的情况，还是对于“接下来会怎样”。基于人工智能的技术有望提供这种清晰度，带来更精准、更详细、更频繁的预报。
其次，人工智能和其他农业科技能够增加急需的抗气候种子供应，加快种子从实验室到田间的进程。目前，培育一个新种子品种需要10至15年，但Gupta表示，在此期间天气模式可能发生显著变化。种子可能变得不再耐受，作物也可能因此歉收。
这给农业群体带来了相当大的压力，有时还使其难以吸引新的人才。Gupta在与印度政府合作期间，“目睹了许多棉农自杀、彻底放弃棉花种植，或转而到大城市做体力劳动者的案例”。这并非孤立问题，95%的年轻农民表示，心理健康不佳是当今农业中最大的隐性危险。
为农民建设数据库
无论是天气预报还是塑造抗气候种子，人工智能的效果都高度依赖于输入系统的数据。来自农场及农业供应链其他环节的数据，在质量、数量和应用方面都亟待全球范围内的提升，不过发达国家与发展中国家之间已存在明显差距。
在发达国家，大量可用数据可以得到更好的收集、共享和利用，从而提高天气预报的准确性。例如，与其只告诉西班牙农民为热浪做准备，人工智能可以判定，西班牙某一局部地区的番茄种植者应比原计划晚一些购买特定品种的种子，以保护该作物。Gupta表示，这类细节“推动行动”，有助于保障收成，并保护农民和种子企业。
然而，发展中国家的数据很少，这可能使最易受粮食不稳定影响的群体面临更大风险。例如，印度一个村庄的村长常常把该地区的估计降雨量记录在笔记本里，Gupta警告，这可能带来非预期的偏差。反过来，这又会将较弱的数据输入该地区的人工智能系统。他的团队目前正在研究如何利用少量数据制作更高分辨率的天气预报。
农业科技：整体图景
农业科技正在提升整个生态系统的韧性、敏捷性、效率和透明度，相关论述见《农业科技：塑造新兴经济体的今天与明天》世界经济论坛的报告。
本报告是论坛“农业创新人工智能”（AI4AI）计划的第二份成果，该计划旨在通过公私合作伙伴关系扩大农业科技服务的规模。报告从四大类别阐述了农业科技在塑造农业生态系统中的作用：智能作物规划、智慧农业、从农场大门到餐桌，以及以数据为赋能手段。
Saagu Baagu试点项目展示了在农业中应用农业科技服务的力量。论坛与印度南部特伦甘纳邦政府合作开展了该项目，向7000名辣椒种植者引入了四项农业科技服务，其绝对利润提高了18%。该项目目前正在扩大规模，以支持10个地区的50万名农民种植5种作物。
以下是对四大类别的深入介绍：
类别一：智能作物规划
作物规划的广度与复杂性难以想象。试想，中国去年收获了6.95亿吨粮食，而2023年美国水稻种植面积接近120万公顷，同比增长30%。
在此背景下，人工智能有助于制定“作物方案”，该方案会考虑气候变化的预测以及客户的营养需求。它还能实时纠正轻微错误，防止这些错误在数月后的收获期扩大为更大的难题。
报告指出，作物规划初期的土壤检测同样至关重要。基于人工智能的模型使过去需要数周完成的检测如今可实时进行。农民如果愿意，便可立即采取行动。他们还可以受益于利用预测性人工智能工具进行的种子基因编辑，这种做法能在使用相似资源的情况下实现更高产量，这正是未来农业的终极目标。
类别二：智慧农业
农民每周都必须应对多重不确定因素，从天气、野生动物到价格波动。智慧农业利用技术，通过聚焦精准性，帮助农民减轻每周工作中的部分不确定性。报告阐释了土壤胁迫、作业效率，以及及早发现并规避风险，如何成为这一全新农场管理方式的组成部分。
报告详细介绍，人工智能和增强现实（AR）技术在作物管理以及提供作物、害虫、植物病害和养分建议方面的应用，是智慧农业中已在实地产生影响的关键方法。Agerpoint，它能创建作物和树木的3D模型，利用数千束激光同时照射植物，以创建植物的数字孪生，使农民可以从传感器中获取知识，而非直接依赖活体植物。
机器人技术是智慧农业的另一项变革性技术。能够编程让机器人自动在大面积农田中播种和除草，有些工具每小时可清除30万株杂草，例如，这为农民节省了大量时间，并减轻了其精神与体力负担。
类别三：从农场到餐桌
作物从农民田地中收获，到出现在超市购物车里，这段时间风险很高；目前全球生产的粮食中有14%在收获至零售环节之间损失。这可能造成巨额经济损失、价格波动，并使农民深感沮丧。
借助物联网（IoT）对仓库中库存的每一秒流动进行追踪，是降低这一风险的有效方式。在我们这个高度互联的世界里，这种透明度尤为重要，因为用于人类消费的全部食品中，有四分之一进行国际贸易。物联网还意味着可以在出现任何错误之前进行维护，从而确保国家和全球供应链的正常运转。
报告指出，智能包装的价值在于防止食源性疾病，并通过化学或生物传感器追踪食品质量及其所处环境。相关指标包括温度、病原体、新鲜度，以及全球每天由农民投放市场的数亿件产品是否渗漏。此类保障使农民能够快速回款并获得具有竞争力的价格，同时让消费者获得所需的优质食品。
类别四：以数据为赋能手段
数据是使人工智能发挥作用的关键要素。例如，了解多年来土壤质量、温度和降雨量如何影响一块农田，可以立即为基于人工智能的工具提供跳板，为农民制作精准预报和抗气候种子。
报告称，农民还可以利用数据塑造自身独特的身份。改善数字公共基础设施（DPI）对于促进新兴经济体农业科技服务尤为关键。它有助于人们理解“我是谁”（身份）、“我在哪里”（地理参照的农场位置）以及“我在种什么”（播种作物及耕种面积）。这三个要素相结合，意味着农民可以将自己定位为一个独立的经营主体，从而建立声誉、提升农场运营并增强盈利能力。
利用数据推动气候智慧型农业（例如提供特定地点天气模式影响的信息），也有助于农民在支持当前作物生长的同时，适应长期情境。减轻农民面对供应或价格冲击的脆弱性，也能带来同样程度的安心。报告概述了三类有助于此的关键数据集：耕种面积数据、播种时间与可能的收获时间数据，以及收获量数据。
打造包容人工智能的农场
Gupta表示，自20世纪70年代以来推出的新技术加剧了不平等，尤其是数字鸿沟问题，全球至少三分之一的人口仍未上网。“人工智能不应只是我们这些人工智能创业者在讨论的议题，而应是整个社会，甚至包括大型企业，都在讨论的议题，”Gupta说。
报告指出，美国是全球领先的农产品出口国之一，目前仅有四分之一的美国农民使用联网设备获取农业相关数据。此外，30%的农民将投资回报（RoI）不明确列为不采用农业科技的前三大原因之一。
这表明，尤其在新兴经济体中，关于农业科技价值的教育水平亟待提高。欧洲有62%的农民采用了科技，与亚洲仅9%的农民形成鲜明对比，而亚洲人口是任何其他大洲的三倍，达47亿人。
报告还发现，性别歧视也十分突出。全球女性占农业劳动力的43%，但她们在决策中的影响力却很有限。女性获得智能手机的机会有限是问题的一部分，因为大多数农业科技服务通过手机提供。目前，女性拥有手机的可能性比男性低7%，这意味着拥有手机的女性比男性少1.3亿人，相当于英国全部人口的两倍。
论坛报告强调，女性农民不能“在该行业的转型进程中被落下”。这一行动呼吁与联合国可持续发展目标（SDGs）保持一致，其中包括到2030年在全球实现性别平等。
农业科技：农业的未来
作为世界上最古老的行业之一，农业已历经诸多变革。但如今的数字范式转变（从农田延伸至全球各地的厨房）是其1.2万年历史中最重大的变革之一。
这种变革不会自动发生，正如论坛的新报告所指出的：农业利益相关方需要广泛的支持，尤其是在气候危机影响不断加剧的情况下。政策制定者、私营部门、数字专家、制造商、学术界以及许多其他方面，必须携手合作，使农业科技成为整个农业领域的常规做法。技术能够让农场作业更安全、更快速、收益更高，并使消费者获得供应更稳定、价格更合理、质量更优的食品，其中包括9亿面临长期粮食不安全问题的人。
Gupta重塑了他关于粮食安全的个人叙事：从童年时代定量配给的牛奶，到运用人工智能，致力于在2030年前惠及数百万农业社区和数十亿人的生活。论坛表示，现在正是农业组织（无论私营还是公共、大型还是小型）携手拥抱农业科技、并沿着同样雄心勃勃的道路加强粮食安全的时候了。
