［摘要］糧食安全構(gòu)成一國(guó)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件和普遍特征，是衡量個(gè)體獲得營(yíng)養(yǎng)且充足食物能力的重要指標(biāo)，對(duì)人類生存發(fā)展和社會(huì)延續(xù)至關(guān)重要。糧食安全成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，消除饑餓成為全球糧食安全議程的核心，人工智能在解決這一問(wèn)題方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。工業(yè)40時(shí)代以來(lái)，人工智能在助力糧食生產(chǎn)、保障糧食質(zhì)量、優(yōu)化糧食供應(yīng)等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，為實(shí)現(xiàn)《聯(lián)合國(guó)2030年可持續(xù)發(fā)展議程》中的“零饑餓”目標(biāo)作出突出貢獻(xiàn)。盡管人工智能為回應(yīng)全球糧食安全提供了切實(shí)可行的解決方案，但仍面臨著技術(shù)普及與受眾接受程度、數(shù)據(jù)安全與用戶隱私問(wèn)題，以及氣候變化視角下人工智能支撐作用局限等主要挑戰(zhàn)。人工智能助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、回應(yīng)氣候變化取決于人工智能的使用方式和應(yīng)用范圍，因此健全人工智能賦能戰(zhàn)略、完善人工智能技術(shù)創(chuàng)新、強(qiáng)化人工智能賦能應(yīng)用成為回應(yīng)全球糧食安全的路徑依賴。

［關(guān)鍵詞］人工智能；數(shù)字農(nóng)業(yè)；糧食安全；全球治理

［中圖分類號(hào)］F31611［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］1673-0461（2024）09-0048-10

糧食安全是衡量個(gè)體獲得營(yíng)養(yǎng)且充足食物能力的重要指標(biāo)。糧食安全是一項(xiàng)基本人權(quán)，獲得足夠數(shù)量的營(yíng)養(yǎng)食品可被視為所有人權(quán)中最基本的權(quán)利，同時(shí)食品還須滿足個(gè)人食物偏好和健康生活方式的飲食需求。糧食安全的四大支柱包括可用性（Availability）、可得性（Access）、利用率（Utilization）和穩(wěn)定性（Stability），造成糧食不安全的原因主要包括國(guó)際沖突、氣候變化和人口增長(zhǎng)，對(duì)糧食不安全狀況的有效預(yù)防可通過(guò)建立氣候變化抵御能力、解決饑餓不平等問(wèn)題，以及沖突敏感救濟(jì)等方式進(jìn)行［1］。

由經(jīng)濟(jì)學(xué)人影響力（EconomistImpact）所發(fā)布的2022年全球糧食安全指數(shù)（GFSI），結(jié)合負(fù)擔(dān)能力、可用性、質(zhì)量與安全，以及可持續(xù)與適應(yīng)性等指標(biāo)對(duì)全球糧食安全狀況進(jìn)行評(píng)估，總體上看，糧食安全呈下降趨勢(shì)，全球糧食安全環(huán)境一直在惡化，極易受到?jīng)_擊。盡管2012—2015年間世界糧食安全取得重大進(jìn)步，然而全球糧食體系的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題導(dǎo)致糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)緩慢，整體糧食安全環(huán)境出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。其中，全球糧食安全指數(shù)因其兩個(gè)最強(qiáng)支柱即負(fù)擔(dān)能力、質(zhì)量與安全的下滑而受到拖累，其他兩個(gè)支柱即可用性、可持續(xù)與適應(yīng)性持續(xù)疲軟。得分排名前十的國(guó)家中，又有八個(gè)來(lái)自西歐和北歐，其中芬蘭、愛爾蘭和挪威位居前三，這些國(guó)家在全球糧食安全指數(shù)的四大支柱上得分最高。事實(shí)上，自新冠疫情暴發(fā)以來(lái)，得分最高的國(guó)家與排名靠后的國(guó)家之間差距持續(xù)擴(kuò)大，折射出全球糧食系統(tǒng)的不平等。在實(shí)踐中，鑒于人工智能對(duì)于增強(qiáng)糧食安全至關(guān)重要，投資于研發(fā)和創(chuàng)新技術(shù)并擁有強(qiáng)大供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家更有可能獲得較高的安全得分［2］。基于此，研究人工智能賦能全球糧食安全具有重大的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

一、全球糧食安全的問(wèn)題場(chǎng)域

聯(lián)合國(guó)世界糧食計(jì)劃署（WorldFoodProgramme）將糧食安全分為五個(gè)階段。從第一階段的糧食“安全”到第五階段的糧食“不安全”，意味著人類逐漸喪失完全獲得糧食和其他食物的機(jī)會(huì)。氣候變化、人口增長(zhǎng)、糧價(jià)飆升、環(huán)境壓力都對(duì)糧食安全產(chǎn)生重大影響，一個(gè)針對(duì)全球變化的適應(yīng)戰(zhàn)略和政策響應(yīng)，包括處理水分配、土地利用模式、糧食貿(mào)易、收獲后糧食加工，以及糧食價(jià)格和安全方案迫在眉睫［3］。全球糧食安全在“生產(chǎn)—流通—消費(fèi)”領(lǐng)域面臨諸多挑戰(zhàn)，深入剖析所面臨的復(fù)雜問(wèn)題對(duì)解決上述挑戰(zhàn)具有重要意義。

（一）全球糧食生產(chǎn)“供-需”現(xiàn)狀

全球糧食生產(chǎn)條件差異巨大，糧食不安全和營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致社會(huì)和政治動(dòng)蕩，嚴(yán)重影響人類社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。消除饑餓成為全球糧食和營(yíng)養(yǎng)安全議程的核心，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定改善食物營(yíng)養(yǎng)的基礎(chǔ)，糧食產(chǎn)量的快速增長(zhǎng)成為消除饑餓和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)良性運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。從狩獵采集到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)活動(dòng)擴(kuò)展延伸至越來(lái)越多的領(lǐng)域。盡管農(nóng)業(yè)產(chǎn)量不斷增加，但卻始終不能滿足日益增長(zhǎng)的全球糧食需求。20世紀(jì)中葉，世界糧食生產(chǎn)和土地利用變得愈發(fā)獨(dú)立，技術(shù)創(chuàng)新為許多國(guó)家?guī)?lái)高科技解決方案。在第三次科技革命推動(dòng)下，糧食產(chǎn)量快速激增，農(nóng)業(yè)用地面積急劇增加，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)愈發(fā)國(guó)際化，全球農(nóng)作物生產(chǎn)發(fā)生巨變。從20世紀(jì)60年代至今，世界人口增加一倍，全球糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)兩倍，糧食不安全人口比重從21世紀(jì)初的15％下降至當(dāng)前的11％。盡管全球仍有82億人面臨糧食不安全狀況，然而其根本原因則是因地區(qū)沖突加劇貧困從而阻礙食物獲取機(jī)會(huì)［4］。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、生活水平的提高、中產(chǎn)階級(jí)隊(duì)伍的壯大和消費(fèi)模式的迭代升級(jí)，全球各主要國(guó)家的食物多樣性也有所增加——從谷物、根莖類作物擴(kuò)展到蔬菜、豆類、堅(jiān)果等其他食物，人類飲食更加多樣化。

聯(lián)合國(guó)成員國(guó)于2015年一致通過(guò)的《聯(lián)合國(guó)2030年可持續(xù)發(fā)展議程》提出了改變世界的17項(xiàng)目標(biāo)，呼吁世界各國(guó)采取共同行動(dòng)，消除貧困、保護(hù)地球、改善所有人的生活和未來(lái)。在這一愿景下，農(nóng)業(yè)部門在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG）方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在充分梳理和分析全球199個(gè)國(guó)家和地區(qū)所收集的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）發(fā)布的《農(nóng)業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)（2000—2021）》報(bào)告指出，在過(guò)去20年間，世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步上升，需求滿足不斷擴(kuò)大。其中，2000年至2021年間主要農(nóng)作物產(chǎn)量增長(zhǎng)54%，肉類產(chǎn)量增長(zhǎng)53%，牛奶產(chǎn)量增長(zhǎng)58%。自2000年以來(lái)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度高于人口增長(zhǎng)速度（29%），其重要原因是農(nóng)業(yè)活動(dòng)的集約化（增加灌溉、殺蟲劑和化肥的使用，以及農(nóng)田擴(kuò)張）和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的增強(qiáng)（包括改進(jìn)耕作方法和使用高產(chǎn)作物）。近10年來(lái)，主要農(nóng)作物年產(chǎn)量增速最高的年份是2011年和2013年，2020年前后，由于極端氣候變化、地緣局勢(shì)緊張、全球經(jīng)濟(jì)下行、新冠疫情以及政策法規(guī)更替等因素影響，主要農(nóng)作物產(chǎn)量大幅下降甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)［5］。其中，新冠疫情暴露了全球糧食供應(yīng)鏈的敏感性和脆弱性，極大地影響了食品從生產(chǎn)端向消費(fèi)端的基本流動(dòng)，為后疫情時(shí)代食品企業(yè)和公司制定新的、更加智能、更具彈性的全球糧食供需戰(zhàn)略提供經(jīng)驗(yàn)啟示［6］。

（二）全球糧食安全的結(jié)構(gòu)剖面

自2018年以來(lái)，全球糧食不安全狀況一直在加劇。前文述及，日益頻繁和嚴(yán)重的氣候沖擊、地緣沖突和新冠疫情均擾亂了原有的全球糧食生產(chǎn)和分配，提高了家庭人均食品成本。肇始于2022年2月的俄烏沖突推高了諸如化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)要素價(jià)格，損害了商品出口貿(mào)易并促使一些國(guó)家采取出口管制措施——在沖突爆發(fā)后，相關(guān)國(guó)家實(shí)施的相關(guān)貿(mào)易政策激增，各國(guó)為增加國(guó)內(nèi)供應(yīng)和降低價(jià)格而實(shí)施的食品貿(mào)易限制越來(lái)越多，這在一定程度上加劇了全球糧食危機(jī)。截至2024年1月17日，已有15個(gè)國(guó)家實(shí)施了21項(xiàng)食品出口禁令，11個(gè)國(guó)家實(shí)施了14項(xiàng)出口限制措施［7］。

國(guó)際貨幣基金組織（IMF）的統(tǒng)計(jì)顯示，糧食危機(jī)的影響隨處可見。全球48個(gè)受糧食不安全狀況影響最嚴(yán)重的國(guó)家中，多數(shù)高度依賴從俄羅斯和烏克蘭的糧食進(jìn)口，其中又有一半國(guó)家由于面臨嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)、薄弱渙散的組織機(jī)構(gòu)而更加脆弱。由于糧食安全受諸多復(fù)雜因素的影響，糧食和化肥進(jìn)口成本的上升會(huì)增加90億美元的國(guó)際收支壓力，這將削弱各國(guó)的國(guó)際儲(chǔ)備以及糧食和化肥進(jìn)口費(fèi)用的支付能力。雖然全球絕大多數(shù)國(guó)家的食品價(jià)格已從峰值回落，但價(jià)格依然居高不下，長(zhǎng)此以往將釀成生活成本危機(jī)，進(jìn)而加劇貧困并損害經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，從而誘發(fā)政治不穩(wěn)定。因此通過(guò)世界糧食計(jì)劃署和其他國(guó)際組織的人道主義援助對(duì)受糧食不安全狀況影響的人們進(jìn)行有效幫扶、保持貿(mào)易開放政策并調(diào)劑全球糧食余缺、增加糧食生產(chǎn)并改善分配、發(fā)展氣候適應(yīng)型農(nóng)業(yè)以增加未來(lái)收成等四個(gè)領(lǐng)域采取強(qiáng)有力的對(duì)策以緩解全球糧食危機(jī)。而就國(guó)際社會(huì)而言，如糧食計(jì)劃署和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織等專門從事糧食安全的機(jī)構(gòu)需要獲得充足的資金支持方可采取果斷行動(dòng)，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前糧食危機(jī)并加強(qiáng)中長(zhǎng)期糧食安全。鑒于上述專門組織在許多國(guó)家設(shè)立分支機(jī)構(gòu)并密切關(guān)注各國(guó)糧食安全波動(dòng)現(xiàn)狀，對(duì)實(shí)時(shí)保障各國(guó)糧食安全至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食安全的“雙重保險(xiǎn)”，國(guó)際貨幣基金組織支持各國(guó)滿足與全球糧食危機(jī)相關(guān)的外部融資需求，如俄烏沖突爆發(fā)以來(lái)，格魯吉亞和貝寧等國(guó)就實(shí)施了包括由國(guó)際貨幣基金組織所支持的應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)影響政策的新經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，約旦、摩爾多瓦、巴基斯坦等國(guó)既有計(jì)劃的外部融資為加強(qiáng)社會(huì)安全網(wǎng)和解決糧食不安全問(wèn)題的額外措施提供支持［8］。

（三）制約全球糧食安全的氣候因素分析

糧食安全構(gòu)成一國(guó)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件和普遍特征，對(duì)人類生存發(fā)展和社會(huì)延續(xù)至關(guān)重要。同時(shí)，糧食安全的社會(huì)實(shí)踐也受到一系列主客觀規(guī)律的制約，特別是受所處社會(huì)所遵循的政治經(jīng)濟(jì)秩序的驅(qū)動(dòng)。鑒于糧食安全在很大程度上取決于一國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)踐，因此有計(jì)劃的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)旨在保障糧食的可持續(xù)安全。前文論及，糧食安全受到多種因素影響，這些因素涵蓋人口激增、氣候變化、環(huán)境沖擊、耕地稀缺、技術(shù)壁壘、供應(yīng)鏈重塑，以及食物浪費(fèi)、病蟲害、灌溉水資源短缺、政局動(dòng)蕩等要素制約。而就普遍意義來(lái)說(shuō)，氣候變化的影響最為持久——“氣候變化是近期糧食價(jià)格上漲的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，也是嚴(yán)重糧食危機(jī)的主要原因之一……氣候變化將對(duì)全球糧食安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響”［9］。

工業(yè)革命以來(lái)，人類所面臨的氣候變化主要是全球氣候變暖。鑒于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度依賴氣候狀況，溫度上升和二氧化碳濃度增加可以有助于某些農(nóng)作物生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量，但實(shí)現(xiàn)這一效益的前提是必須同時(shí)滿足養(yǎng)分水平、土壤濕度、光照強(qiáng)度等其他組合條件，因而人類需要通盤考慮氣候變化的影響以及農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)實(shí)踐等左右農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的其他因素。如對(duì)特定農(nóng)作物而言，溫度升高的影響取決于其生長(zhǎng)和繁殖的最佳溫度區(qū)間，溫度過(guò)高超過(guò)作物的最適宜溫度，產(chǎn)量就會(huì)下降。盡管二氧化碳濃度增加會(huì)影響作物產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，但囿于臭氧、水和養(yǎng)分的限制，可能會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)下降并抵消這些潛在增量，而更高的溫度和更強(qiáng)的降水則會(huì)阻礙農(nóng)作物生長(zhǎng)并降低產(chǎn)量，許多雜草、害蟲、真菌在溫暖潮濕的環(huán)境中快速繁衍滋生，進(jìn)而加大了農(nóng)藥使用劑量。大氣中二氧化碳濃度的升高降低了諸如小麥、大豆和水稻等主糧中的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)濃度，并進(jìn)而影響了農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而對(duì)人類健康造成潛在威脅。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項(xiàng)充滿不確定性的風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)，氣候變化會(huì)破壞糧食供應(yīng)、減少糧食獲取并影響糧食質(zhì)量DGJRkFmsCepyKtKRC2uMyQ==。在全球氣候變化背景下，高溫、干旱、暴雨、洪澇、大風(fēng)等破壞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的極端天氣愈發(fā)常見，各主要農(nóng)業(yè)部門面臨的挑戰(zhàn)將會(huì)相應(yīng)增加［10］。因此通過(guò)高效利用灌溉水資源、發(fā)展氣候適應(yīng)性農(nóng)業(yè)、改良耕作土壤等方式可以幫助農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化。面對(duì)全球變暖，世界銀行的《氣候變化行動(dòng)計(jì)劃（2021—2025）》正在加大對(duì)全球糧食價(jià)值鏈的支持，通過(guò)政策手段和技術(shù)干預(yù)來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，幫助各國(guó)脫離糧食損失和糧食浪費(fèi)困境，解決洪水和干旱問(wèn)題，增強(qiáng)抵御氣候變化能力并減少溫室氣體排放。

二、人工智能在全球糧食安全中的實(shí)踐應(yīng)用

糧食安全成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，人工智能在解決這一問(wèn)題方面展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。人工智能融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解糧食危機(jī)的方式囊括分析市場(chǎng)需求、引領(lǐng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型、重塑供需韌性、檢測(cè)植物病害和應(yīng)對(duì)氣候變化。從預(yù)測(cè)作物產(chǎn)量到改善土壤健康，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域人工智能要素的顯著增長(zhǎng)正徹底改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，為實(shí)現(xiàn)全球糧食可持續(xù)安全鋪平道路。

（一）人工智能助力糧食生產(chǎn)

農(nóng)業(yè)是人類文明的支柱，糧食是國(guó)家安全的基礎(chǔ)。二戰(zhàn)結(jié)束以來(lái)，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人口快速增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的共同推動(dòng)下，全球糧食產(chǎn)量顯著增加。城市化進(jìn)程的加快使得世界糧食需求呈幾何式增長(zhǎng)，飲食偏好從粗放型向資源密集型轉(zhuǎn)變。其中，綠色革命在建立集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法和塑造主流農(nóng)業(yè)實(shí)踐方面發(fā)揮了重要作用。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，全球糧食產(chǎn)量穩(wěn)步上升，人均糧食占有量遠(yuǎn)超歷史同期水平。盡管綠色革命所帶來(lái)的集約化做法導(dǎo)致生態(tài)退化、資源消耗和對(duì)化石燃料的依賴，但同時(shí)也普遍認(rèn)為綠色革命有助于避免二戰(zhàn)后的糧食短缺［11］。

聯(lián)合國(guó)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，至21世紀(jì)中葉，全球人口將從75億增長(zhǎng)至97億，糧食產(chǎn)量需提高50％以養(yǎng)活額外增長(zhǎng)的20多億人口。全球人口的不斷增加、發(fā)展問(wèn)題的復(fù)雜多變、收入分配的不均衡給全球農(nóng)業(yè)部門帶來(lái)諸如增加糧食總供應(yīng)量，滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)多樣化需求，制定符合安全、環(huán)境、福利和道德的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及保持食物可負(fù)擔(dān)性等永久性問(wèn)題挑戰(zhàn)［12］。第四次科技革命方興未艾，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)生革命性變化。隨著氣候變化、人口增長(zhǎng)、資源短缺不斷威脅全球糧食系統(tǒng)的可持續(xù)安全，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新變得愈發(fā)重要。

人工智能的引入消除了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的諸多缺陷。工業(yè)40時(shí)代以來(lái)，人工智能正在重塑從糧食生產(chǎn)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、產(chǎn)量控制、個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)、供應(yīng)鏈管理到客戶體驗(yàn)、智能配送等糧食系統(tǒng)的各個(gè)方面。由于人工智能和機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用，糧食體系正在經(jīng)歷重大轉(zhuǎn)型——在農(nóng)業(yè)方面，人工智能和機(jī)器人技術(shù)正在改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、提高糧食產(chǎn)量、增強(qiáng)可持續(xù)性、增加安全性、降低風(fēng)險(xiǎn)、提升生產(chǎn)率，由人工智能所驅(qū)動(dòng)的無(wú)人機(jī)和帶有尖端傳感器的機(jī)器人所主導(dǎo)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以監(jiān)測(cè)農(nóng)作物、土壤狀況和用水情況，機(jī)器學(xué)習(xí)算法檢查數(shù)據(jù)還可以確定最佳種植時(shí)間、預(yù)測(cè)糧食產(chǎn)量并及早發(fā)現(xiàn)病害，從而改善農(nóng)業(yè)管理并減少糧食浪費(fèi)。由人工智能所驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)設(shè)備可以在沒有人類參與背景下準(zhǔn)確地執(zhí)行種植、收割和除草任務(wù)。由于人工智能和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深度耦合，快速增長(zhǎng)的世界人口將得到糧食可持續(xù)安全保障［13］。總之，人工智能驅(qū)動(dòng)方案在很大程度上回應(yīng)了資源和勞動(dòng)力稀缺問(wèn)題，成為解決和應(yīng)對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)復(fù)雜情勢(shì)的有力工具，成為改善農(nóng)業(yè)實(shí)踐、提升生活品質(zhì)、促進(jìn)糧食生產(chǎn)的關(guān)鍵。

（二）人工智能保障糧食質(zhì)量

人工智能農(nóng)業(yè)解決方案為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展中的“零饑餓”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。通過(guò)利用人工智能領(lǐng)域的最新成果，農(nóng)民可以通過(guò)有針對(duì)性的使用先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。人工智能時(shí)代的農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、保障糧食質(zhì)量的關(guān)鍵。在農(nóng)業(yè)資源有限的背景下，人工智能及其衍生技術(shù)可以幫助農(nóng)民應(yīng)對(duì)諸多挑戰(zhàn)。人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用帶來(lái)新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，數(shù)字農(nóng)業(yè)的深入推進(jìn)使得小農(nóng)可以通過(guò)提高作物產(chǎn)量和增強(qiáng)價(jià)格控制來(lái)增加收入。盡管人工智能融入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重要限制之一是精準(zhǔn)收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的成本高昂，但是人工智能通過(guò)獲取生長(zhǎng)、天氣、土壤、光照、溫度數(shù)據(jù)，可以最大限度地提高糧食產(chǎn)量、改善日常運(yùn)營(yíng)效率并最大限度減少因自然災(zāi)害、系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的影響［14］。

農(nóng)業(yè)自動(dòng)化成為工業(yè)40以來(lái)各國(guó)主要關(guān)注點(diǎn)和新興議題。世界人口的快速增長(zhǎng)導(dǎo)致對(duì)食物的需求激增，傳統(tǒng)耕作方式不足以滿足日益增長(zhǎng)的糧食需求，因此農(nóng)民不得不采取破壞性和非可持續(xù)性方式來(lái)擴(kuò)大耕種面積和提高糧食產(chǎn)量，從而帶來(lái)作物病害、儲(chǔ)存管理、農(nóng)藥控制、雜草管理和缺乏灌溉等一系列問(wèn)題，而這些問(wèn)題則可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線通信、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等不同技術(shù)解決。事實(shí)證明，人工智能和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度耦合對(duì)于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展十分必要［15］。

隨著人工智能技術(shù)的日臻成熟，自主農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（AutonomousFarmingIndustry）開始蓬勃發(fā)展。例如，美國(guó)擁有約200家基于人工智能的農(nóng)業(yè)初創(chuàng)公司，農(nóng)場(chǎng)人工智能的實(shí)例包括自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)、用于農(nóng)作物檢查的機(jī)器人群和自動(dòng)噴霧器，美國(guó)室內(nèi)農(nóng)業(yè)公司大量（Plenty）和收獲應(yīng)用（AppHarvest）等也在使用人工智能和計(jì)算機(jī)視覺來(lái)收集農(nóng)作物數(shù)據(jù)和調(diào)整環(huán)境，以獲得最佳營(yíng)養(yǎng)和口感風(fēng)味；藍(lán)河科技（BlueRiverTechnology）使用機(jī)器視覺和人工智能來(lái)區(qū)分農(nóng)作物和雜草，從而有針對(duì)性地除草并減少人力使用?？傊?，對(duì)數(shù)字時(shí)代的農(nóng)業(yè)決策者來(lái)說(shuō)，通過(guò)合并多種數(shù)據(jù)類型、跟蹤所有數(shù)據(jù)熱點(diǎn)、利用全天候監(jiān)控和持續(xù)的人工智能學(xué)習(xí)方法等充分利用人工智能，在成本增加背景下減少浪費(fèi)，助推生產(chǎn)力提升［16］。根據(jù)全球農(nóng)業(yè)技術(shù)倡議（GlobalAgTechInitiative）的歸納總結(jié)，未來(lái)人工智能將通過(guò)優(yōu)先收集標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、改進(jìn)數(shù)據(jù)收集流程、加速農(nóng)業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的追求、不斷提高農(nóng)業(yè)設(shè)備性能，以及開發(fā)基于人工智能的機(jī)器人技術(shù)等五種方式繼續(xù)改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)［17］。

（三）人工智能優(yōu)化糧食供應(yīng)

農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟(jì)部門發(fā)揮著關(guān)鍵作用，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化是世界范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的主要關(guān)注點(diǎn)和新興議題，人口激增要求更高的糧食產(chǎn)量，人工智能嵌入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)帶來(lái)了一場(chǎng)全新革命——數(shù)字技術(shù)保障農(nóng)作物免受氣候變化、人口增長(zhǎng)、跨境移民等各種因素影響［18］。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器為數(shù)字農(nóng)業(yè)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、提高糧食產(chǎn)量，同時(shí)降低糧食生產(chǎn)成本。供應(yīng)鏈良性運(yùn)轉(zhuǎn)是人工智能時(shí)代糧食供應(yīng)鏈安全的關(guān)鍵。為滿足2050年全球糧食需求增長(zhǎng)50％，全球糧食產(chǎn)量需逐年遞增，糧食供應(yīng)鏈應(yīng)不斷重塑。由于糧食在運(yùn)輸-儲(chǔ)存過(guò)程中的監(jiān)測(cè)不足和處理不當(dāng)，造成食物浪費(fèi)，進(jìn)而加劇全球糧食不安全現(xiàn)狀，其中解決供應(yīng)鏈中糧食損失問(wèn)題的最大障礙就是信息缺乏和可追溯性喪失［19］。

糧食供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)涉及從田間種植農(nóng)作物到將新鮮和加工食品運(yùn)送到消費(fèi)者餐桌的復(fù)雜過(guò)程網(wǎng)絡(luò)。人工智能在提高糧食供應(yīng)鏈的效率和彈性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，糧食供應(yīng)鏈效率的提升對(duì)于最大限度減少浪費(fèi)、降低成本、滿足全球人口不斷增長(zhǎng)的需求至關(guān)重要。人工智能賦能糧食供應(yīng)鏈將有效提升對(duì)于自然災(zāi)害、流行性疾病、地區(qū)沖突等挑戰(zhàn)的抵御能力，同時(shí)也優(yōu)化了糧食生產(chǎn)、分銷和庫(kù)存管理，減少浪費(fèi)、降低成本并加強(qiáng)資源配置。糧食供應(yīng)鏈的人工智能轉(zhuǎn)向提高了從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的效率、可追溯性以及響應(yīng)能力，由人工智能所驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)分析可以評(píng)估需求、減少損耗［20］。從優(yōu)化農(nóng)業(yè)實(shí)踐到改善庫(kù)存管理和食品物流，人工智能正在徹底改變“生產(chǎn)—分配—消費(fèi)”方式，糧食供應(yīng)鏈也變得更加高效和可持續(xù)。人工智能通過(guò)簡(jiǎn)化供應(yīng)鏈流程和完善供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)來(lái)改善供應(yīng)鏈管理。工業(yè)40時(shí)代，糧食供應(yīng)鏈領(lǐng)域涌現(xiàn)大量致力于人工智能驅(qū)動(dòng)解決方案的農(nóng)業(yè)初創(chuàng)公司。例如，位于丹麥的碳云（CarbonCloud）公司利用人工智能評(píng)估食品的氣候足跡以減少氣候的負(fù)面影響，將數(shù)十年的氣候研究轉(zhuǎn)化為食品行業(yè)的可行見解；又如，位于英國(guó)的蒙德拉（Mondra）公司將衛(wèi)星數(shù)據(jù)和人工智能相結(jié)合，通過(guò)跟蹤食品在整個(gè)價(jià)值鏈中對(duì)環(huán)境的影響，支持食品公司實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。總之，人工智能技術(shù)在糧食供應(yīng)鏈中應(yīng)用前景廣闊，需著力破解與糧食供應(yīng)鏈相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)以最大限度釋放人工智能潛力。

三、人工智能在全球糧食安全中面臨的主要挑戰(zhàn)

從精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)到智能管理，從畜牧革命到供應(yīng)優(yōu)化，人工智能為回應(yīng)全球糧食安全提供了切實(shí)可行的解決方案。盡管人工智能可以為農(nóng)民帶來(lái)諸多好處，然而全球大多數(shù)農(nóng)民，特別是小農(nóng)缺乏這些技術(shù)實(shí)施所需的知識(shí)條件。在人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還面臨著正確處理好數(shù)據(jù)安全、用戶隱私等信息敏感問(wèn)題。此外，政府、專家、農(nóng)民等有關(guān)各方還需合作制定并遵守透明、問(wèn)責(zé)和公平的指導(dǎo)準(zhǔn)則，確保農(nóng)民平等地獲得人工智能解決方案，此舉對(duì)彌合農(nóng)業(yè)數(shù)字鴻溝至關(guān)重要。

（一）技術(shù)普及與受眾接受程度

當(dāng)前，人工智能已經(jīng)滲入到包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域，引發(fā)工業(yè)模式劇變和社會(huì)思潮沖擊。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（Statista）所做的2022年全球部分國(guó)家對(duì)人工智能系統(tǒng)接受度和信任意愿的統(tǒng)計(jì)顯示，西方國(guó)家普遍不信任和不接受跨私人和個(gè)人空間的人工智能系統(tǒng)，而廣大發(fā)展中國(guó)家尤其是金磚國(guó)家（BRICS）對(duì)此持普遍信任態(tài)度［21］。皮尤研究中心（PewResearchCenter）于2023年所發(fā)布的研究報(bào)告同樣佐證了上述觀點(diǎn)。報(bào)告指出，雖然人工智能正在迅速成為日常生活的一部分，塑造著美國(guó)人工作、娛樂和接受從食品配送、金融服務(wù)再到醫(yī)療保健等基本服務(wù)的方式，但美國(guó)對(duì)人工智能在日常生活中日益增長(zhǎng)的影響力卻熱情有限［22］。知名智庫(kù)麥肯錫全球研究院（McKinsey&Company）早在2018年即發(fā)布了題為《人工智能時(shí)代的承諾與挑戰(zhàn)》的研究報(bào)告，對(duì)人工智能技術(shù)及其用途、局限性和影響進(jìn)行詳盡分析后得出，人工智能有望帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)生產(chǎn)力提高和科技創(chuàng)新，各經(jīng)濟(jì)體也將從人工智能中受益，人工智能和機(jī)器人自動(dòng)化將產(chǎn)生顛覆性影響，需要解決包括意外后果、濫用、算法偏見和數(shù)據(jù)隱私等社會(huì)問(wèn)題［23］。

人工智能融入農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型和糧食安全同樣面臨著上述問(wèn)題。隨著人工智能技術(shù)的日臻成熟和在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，農(nóng)業(yè)部門正在經(jīng)歷人工智能驅(qū)動(dòng)的數(shù)字轉(zhuǎn)型，數(shù)字時(shí)代的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化成為世界范圍內(nèi)的現(xiàn)實(shí)聚焦和新興議題，農(nóng)業(yè)人工智能帶來(lái)新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，使人類進(jìn)入利用現(xiàn)代信息技術(shù)服務(wù)農(nóng)業(yè)、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展的農(nóng)業(yè)40時(shí)代，鑄就現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的第四次浪潮。例如，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)通過(guò)使用傳感器和數(shù)據(jù)分析，使農(nóng)民能夠優(yōu)化水、肥料和農(nóng)藥使用，提高效率，降低成本，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響；又如，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化可以更精確、更快速地執(zhí)行從種植到收割的具體任務(wù)，減少對(duì)體力勞動(dòng)的消耗并提高生產(chǎn)率?？傊斯ぶ悄艿木珳?zhǔn)嵌入使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)十分高效，人工智能解決方案將確保農(nóng)民以更少的投入獲得更多的產(chǎn)出并提高作物質(zhì)量。人工智能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用有助于優(yōu)化自動(dòng)灌溉系統(tǒng)以及作物和土壤監(jiān)測(cè)，通過(guò)自動(dòng)化和定制數(shù)據(jù)模型，人工智能正在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和可持續(xù)性。

作為工業(yè)40時(shí)代的新興事物，人工智能解決方案的初始投資較為昂貴，在短期內(nèi)需要較高成本，對(duì)廣大發(fā)展中國(guó)家自耕農(nóng)、小規(guī)模農(nóng)場(chǎng)主，以及陷入資金斷裂和財(cái)務(wù)困境的農(nóng)場(chǎng)與農(nóng)企來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段完全采用人工智能缺乏可行性。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，實(shí)施成本將有所下降，但依然面臨著缺乏新興農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及漫長(zhǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)采用過(guò)程困擾。

（二）數(shù)據(jù)安全與用戶隱私問(wèn)題

大數(shù)據(jù)成為智能農(nóng)場(chǎng)的重要組成部分，人工智能助力農(nóng)民根據(jù)精準(zhǔn)信息做出明智決策，進(jìn)而降低成本并提高生產(chǎn)率。人工智能的快速發(fā)展和有關(guān)法規(guī)制定的相對(duì)滯后形成鮮明對(duì)比，傳統(tǒng)行業(yè)普遍缺乏與人工智能應(yīng)用相關(guān)的法律法規(guī)，進(jìn)而誘發(fā)多種法律問(wèn)題——如對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)而言，網(wǎng)絡(luò)攻擊和數(shù)據(jù)泄露給農(nóng)民帶來(lái)深切擔(dān)憂，基于人工智能的農(nóng)業(yè)體系成為數(shù)字黑客破壞糧食供應(yīng)的首要攻擊目標(biāo)。

人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的同時(shí)也帶來(lái)相關(guān)倫理和道德的思考，這主要包括數(shù)據(jù)安全、用戶隱私和具有透明度的問(wèn)責(zé)制。美國(guó)農(nóng)場(chǎng)局聯(lián)合主席齊皮·杜瓦爾（ZippyDuvall）表達(dá)了對(duì)農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)隱私的擔(dān)憂。盡管人工智能可以改善農(nóng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)管理，但齊皮·杜瓦爾依然認(rèn)為人工智能不應(yīng)將從農(nóng)場(chǎng)和牧場(chǎng)收集的敏感信息置于危險(xiǎn)之中。數(shù)據(jù)隱私同樣也成為人工智能小組討論的重要議題。在達(dá)勒姆喜來(lái)登帝國(guó)酒店（SheratonImperialHotelinDurham）舉辦的北卡羅萊納州商品會(huì)議上，北卡羅萊納州立大學(xué)北卡羅萊納植物科學(xué)計(jì)劃平臺(tái)主管克拉諾斯·威廉姆斯（CranosWilliams）明確指出，必須全面宣布農(nóng)民擁有其農(nóng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，設(shè)立全面標(biāo)準(zhǔn)使農(nóng)民可以自由選擇加入或退出。當(dāng)農(nóng)民的隱私和數(shù)據(jù)所有權(quán)得到保證時(shí)，農(nóng)民便會(huì)接受人工智能并采用新技術(shù)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的人工智能衍生技術(shù)被納入到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，此舉增加了數(shù)字風(fēng)險(xiǎn)，因此安全性和可負(fù)擔(dān)性將是農(nóng)業(yè)人工智能的關(guān)鍵。從除草器到作物軟件，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)必須安全并保障免受攻擊和濫用。

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)安全日益受到廣泛關(guān)注，截至目前農(nóng)業(yè)也是唯一沒有信息共享和分析中心（ISAC）來(lái)幫助其抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施部門之一。例如，農(nóng)業(yè)綜合企業(yè)具有高價(jià)值目標(biāo)，擁有豐富的有價(jià)值數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)引入比以往更多的數(shù)據(jù)，愈發(fā)依賴第三方來(lái)完成從數(shù)據(jù)分析到供應(yīng)鏈延伸的所有事務(wù)，而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備則是農(nóng)業(yè)企業(yè)漏洞的主要來(lái)源，也帶來(lái)了更多的黑客攻擊。圭爾夫大學(xué)（UniversityofGuelph）計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院研究員羅齊塔·達(dá)拉（RozitaDara）等人試圖通過(guò)打造一個(gè)基于“公平性”“透明度”“問(wèn)責(zé)制”“可持續(xù)”“隱私性”“穩(wěn)健性”為特征的人工智能農(nóng)業(yè)道德框架［24］。而在實(shí)踐中，可將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備置于同關(guān)鍵數(shù)據(jù)分開的網(wǎng)絡(luò)上、采用創(chuàng)新性加密解決方案、定期更新和修復(fù)重要軟件避免漏洞，以及邀請(qǐng)數(shù)據(jù)安全專家對(duì)數(shù)據(jù)和用戶隱私進(jìn)行專業(yè)評(píng)估等方式來(lái)確保人工智能農(nóng)業(yè)良性運(yùn)轉(zhuǎn)，避免長(zhǎng)期不平等和意外后果。

（三）氣候變化視角下人工智能支撐作用的局限

人工智能助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要包括預(yù)測(cè)最佳種植、灌溉和收獲時(shí)間來(lái)優(yōu)化糧食產(chǎn)量，同時(shí)最大限度地減少資源消耗并適應(yīng)氣候變化。人工智能模型可以模擬氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響并提出有針對(duì)性的應(yīng)用策略，從而使農(nóng)業(yè)發(fā)展更具韌性，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。例如前文論及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，即使用歷史數(shù)據(jù)來(lái)研發(fā)同氣候模式、土壤類型、作物品種和外部投入等要素間的相關(guān)性，從而向農(nóng)民提供針對(duì)性建議。又如，一款名為梅麗莎（Melisa）由人工智能驅(qū)動(dòng)的聊天機(jī)器人，可以提供精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)氣候預(yù)測(cè)，農(nóng)民可以通過(guò)瓦次艾普（WhatsApp）、臉書（Facebook）和電報(bào)（Telegram）與梅麗莎聯(lián)系，并以聊天和對(duì)話的形式向梅麗莎詢問(wèn)短期和長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)并預(yù)測(cè)糧食產(chǎn)量［25］。再如，一款名為烏加尼·基甘賈尼（UganiKiganjani）的數(shù)字工具可以為農(nóng)民提供天氣咨詢服務(wù)，作為糧農(nóng)組織數(shù)字服務(wù)組合的一部分，該應(yīng)用程序幫助農(nóng)民及時(shí)適應(yīng)氣候變化引起的多變天氣模式。

人工智能通過(guò)提供高級(jí)分析、預(yù)測(cè)模型和決策工具，已成為助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展變革的決定性力量，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織曾于2023年10月發(fā)起“適應(yīng)氣候變化的農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)的人工智能和數(shù)字工具”行動(dòng)的關(guān)鍵呼吁。就氣候智慧型農(nóng)業(yè)而言，其重點(diǎn)是提高農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力，最大限度地減少環(huán)境足跡。將人工智能與氣候智慧型農(nóng)業(yè)深度融合可產(chǎn)生強(qiáng)大的協(xié)同效應(yīng)，如人工智能驅(qū)動(dòng)的天氣預(yù)報(bào)模型可以幫助農(nóng)民預(yù)測(cè)極端天氣事件并做出相應(yīng)計(jì)劃；智能灌溉系統(tǒng)在人工智能算法輔助下，根據(jù)實(shí)時(shí)天氣調(diào)整用水量，減少浪費(fèi)并確保最佳水土組合，幫助農(nóng)民適應(yīng)不斷變化的氣候模式并在惡劣環(huán)境中保持生產(chǎn)力。總之，氣候變化、農(nóng)業(yè)和人工智能之間的相互作用共同定義了糧食生產(chǎn)的未來(lái)。通過(guò)人工智能賦能作用可以適應(yīng)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，創(chuàng)造一個(gè)更加可持續(xù)和有彈性的農(nóng)業(yè)部門，進(jìn)而為全球糧食安全作出貢獻(xiàn)［26］。

人工智能助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、回應(yīng)氣候變化取決于人工智能的使用方式和應(yīng)用范圍，例如既有人工智能農(nóng)業(yè)工具多是由發(fā)達(dá)國(guó)家基于特定數(shù)據(jù)開發(fā)的，并不完全適用于亞洲、非洲、拉丁美洲等全球南方（Global South），因而缺乏普適性。在人工智能助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，回應(yīng)因氣候變化造成的不利影響的同時(shí)，其本身也消耗大量資源和能量，進(jìn)而帶來(lái)碳排放成本并助推氣候變化。盡管人工智能賦能作用潛力巨大，但仍需更好了解其對(duì)排放的實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)?？傊?，人工智能不能成為應(yīng)對(duì)氣候變化的唯一方法，盡管人工智能可以在某種程度上減輕氣候變化的后果，但仍需采取更全面的措施來(lái)確保全球氣候變暖背景下的糧食安全，因此人工智能能否真正幫助農(nóng)民適應(yīng)氣候變化仍有待觀察。

四、實(shí)現(xiàn)人工智能助力全球糧食安全的路徑及前景

世界人口快速增長(zhǎng)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來(lái)巨大壓力，全球糧食安全呈復(fù)雜態(tài)勢(shì)，人工智能成為工業(yè)40時(shí)代有效解決糧食問(wèn)題的路徑依賴。健全人工智能賦能戰(zhàn)略，完善人工智能技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化人工智能賦能應(yīng)用可有效減少現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)人類健康和自然環(huán)境的不利影響，進(jìn)而有助于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型，改善全球糧食安全。

（一）健全人工智能發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)智能農(nóng)業(yè)研發(fā)協(xié)作

前文述及，人工智能在優(yōu)化自動(dòng)灌溉系統(tǒng)、進(jìn)行作物和土壤監(jiān)測(cè)、檢測(cè)疾病與蟲害、監(jiān)測(cè)牲畜健康、智能施藥施肥、產(chǎn)量分析預(yù)測(cè)、自動(dòng)除草收割、農(nóng)產(chǎn)品分類歸納，以及農(nóng)場(chǎng)安全監(jiān)控管理等領(lǐng)域日益得到廣泛應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型和糧食安全愈發(fā)重要。然而在實(shí)踐中，人工智能融入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的進(jìn)程卻十分緩慢，其原因包括前期成本投入較大、對(duì)新工藝心理抵觸、缺乏新技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、漫長(zhǎng)采用過(guò)程、人工智能技術(shù)限制和數(shù)據(jù)隱私與安全問(wèn)題。

全球領(lǐng)先的市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)商業(yè)市場(chǎng)調(diào)查（Marketsandresearchbiz）的研究顯示，農(nóng)業(yè)生成人工智能市場(chǎng)（GenerativeAIInAgricultureMarket）規(guī)模預(yù)計(jì)將從2022年的125億美元增至2032年的10839億美元左右，2023年至2032年的預(yù)測(cè)期間復(fù)合年增長(zhǎng)率為248%。人工智能融入農(nóng)業(yè)發(fā)展為整個(gè)行業(yè)和農(nóng)民帶來(lái)諸多商機(jī)，因此一些軟件開發(fā)公司幫助農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)業(yè)科技初創(chuàng)公司創(chuàng)建完整的技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、自動(dòng)化工具和位置智能，可以幫助農(nóng)民進(jìn)行充分的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的農(nóng)場(chǎng)管理。

人工智能技術(shù)的每一次飛躍都給農(nóng)民帶來(lái)簡(jiǎn)化流程、提高效率、優(yōu)化供應(yīng)鏈、增加利潤(rùn)率、減少浪費(fèi)和節(jié)約資源的契機(jī)，這對(duì)糧食高效分配、穩(wěn)定糧食供應(yīng)和提升糧食安全指數(shù)至關(guān)重要。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)發(fā)展的人工智能轉(zhuǎn)向是未來(lái)糧食可持續(xù)安全的燈塔，人工智能助力將起到加強(qiáng)全球糧食安全和重塑世界農(nóng)業(yè)體系的重大意義。人工智能農(nóng)業(yè)的未來(lái)趨勢(shì)涵蓋個(gè)性化育種、作物病害預(yù)測(cè)、自動(dòng)化食品生產(chǎn)，人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，培育面向數(shù)字時(shí)代的新型農(nóng)業(yè)，將為全球糧食可持續(xù)安全作出突出貢獻(xiàn)，人工智能正在助力農(nóng)業(yè)發(fā)展的未來(lái)。因此，在人工智能賦能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，應(yīng)對(duì)道德和社會(huì)問(wèn)題、基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)要求、監(jiān)管框架和政策考量等做出精準(zhǔn)研判，而農(nóng)業(yè)機(jī)器人則有望成為人工智能賦能農(nóng)業(yè)發(fā)展最有價(jià)值的應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合、推動(dòng)學(xué)者和農(nóng)民密切合作是制定人工智能最佳賦能方案的關(guān)鍵，二者協(xié)作對(duì)于人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地檢驗(yàn)、推陳出新至關(guān)重要。同時(shí)，要制定和完善相關(guān)法規(guī)和政策框架來(lái)有效解決前文述及的倫理和道德問(wèn)題，有關(guān)數(shù)據(jù)所有權(quán)、用戶隱私和數(shù)字治理的相關(guān)政策法規(guī)為合法的人工智能賦能提供監(jiān)管框架，為人工智能助力農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型提供政策保障。由于農(nóng)業(yè)易受非可控性因素干擾，相較于其他產(chǎn)業(yè)更難建模和預(yù)測(cè)，因此對(duì)人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廣泛測(cè)試和實(shí)證檢驗(yàn)更為重要。

（二）完善人工智能技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)全球糧食普遍安全

為確保21世紀(jì)中葉農(nóng)業(yè)部門轉(zhuǎn)型為更加高效、可持續(xù)和包容性的新興部門，世界經(jīng)濟(jì)論壇（WorldEconomicForum）積極推動(dòng)人工智能農(nóng)業(yè)在這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)揮積極作用。人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新（AI4AI）計(jì)劃的實(shí)施旨在通過(guò)公私合作伙伴關(guān)系擴(kuò)大數(shù)字農(nóng)業(yè)規(guī)模，力爭(zhēng)到2027年惠及全球100萬(wàn)農(nóng)民。通過(guò)擴(kuò)大新興技術(shù)和釋放公私伙伴關(guān)系推進(jìn)全球數(shù)字農(nóng)業(yè)的議程框架，利用公私合作伙伴關(guān)系大規(guī)模且負(fù)責(zé)任地部署農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新是人工智能促進(jìn)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新的基本目標(biāo)，這些目標(biāo)涵蓋技術(shù)驅(qū)動(dòng)的賦權(quán)計(jì)劃、可持續(xù)的綠色農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈高效運(yùn)用和通過(guò)基因分析來(lái)應(yīng)對(duì)全球營(yíng)養(yǎng)挑戰(zhàn)。世界經(jīng)濟(jì)論壇試圖通過(guò)激活數(shù)字公共基礎(chǔ)設(shè)施、價(jià)值鏈轉(zhuǎn)型等關(guān)鍵杠桿來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)［27］。

在全球南方應(yīng)對(duì)糧食安全、氣候變化等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之際，使用人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃來(lái)改進(jìn)其他人工智能系統(tǒng)的倡議和實(shí)踐成為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新成功的具體案例。例如，世界經(jīng)濟(jì)論壇的人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃通過(guò)推動(dòng)人工智能相關(guān)技術(shù)的使用來(lái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)進(jìn)步，大力支持印度農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。該倡議由印度第四次工業(yè)革命中心（C4IR）領(lǐng)導(dǎo)，聯(lián)合政界、學(xué)界和商界共同開發(fā)和實(shí)施農(nóng)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新解決方案，確定人工智能在智能農(nóng)作物種植、智能農(nóng)業(yè)、從農(nóng)場(chǎng)到餐桌和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)等四個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵機(jī)遇，產(chǎn)生了推動(dòng)人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃在印度和哥倫比亞等其他國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵建議，這些建議正被用于實(shí)施設(shè)計(jì)大型試點(diǎn)項(xiàng)目以實(shí)現(xiàn)開發(fā)價(jià)值。該舉措還帶來(lái)了系統(tǒng)改進(jìn)，例如部署基于人工智能的質(zhì)量分析模型。在這些解決方案中最為成功的實(shí)施計(jì)劃是“薩古-巴古”（SaaguBaagu）試點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目極大地改善了7000多名農(nóng)民的辣椒價(jià)值鏈，在第一階段的實(shí)施中取得了顯著成果——每英畝辣椒產(chǎn)量增加了21%，農(nóng)藥使用量減少了9%，化肥使用量減少了5%，且由于質(zhì)量提高，單位售價(jià)也提高了8%。當(dāng)前，“薩古-巴古”試點(diǎn)項(xiàng)目正在不斷擴(kuò)展，將影響全球約50萬(wàn)農(nóng)民，展示了人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的巨大潛力［28］。

總之，工業(yè)40時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的相對(duì)實(shí)力，人工智能與農(nóng)業(yè)實(shí)踐的深度耦合昭示著農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。人工智能對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的變革性影響遠(yuǎn)超田野并滲透至整個(gè)糧食價(jià)值鏈。隨著農(nóng)業(yè)數(shù)字化進(jìn)程的持續(xù)深入，人工智能的應(yīng)用價(jià)值將被不斷釋放，例如利用垂直人工智能改善食物鏈、將人工智能創(chuàng)新技術(shù)用于作物管理將成為數(shù)字時(shí)代全球糧食安全的內(nèi)生訴求。

（三）強(qiáng)化人工智能賦能應(yīng)用，助力傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)數(shù)字轉(zhuǎn)型

將新興技術(shù)與人工智能相結(jié)合以應(yīng)對(duì)作物、牲畜、天氣和水資源管理方面的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)成為人工智能賦能農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要現(xiàn)實(shí)意義，人工智能與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度融合重塑數(shù)字農(nóng)業(yè)的未來(lái)，以數(shù)據(jù)為中心的種植方法使農(nóng)民能夠改善和提高糧食產(chǎn)量。例如，太空人工智能農(nóng)業(yè)（SAIF）項(xiàng)目的目標(biāo)是在地球之外制造超級(jí)食物，通過(guò)自主研發(fā)的智能監(jiān)測(cè)軟件和人工智能決策平臺(tái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

人工智能支撐農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型需要相關(guān)知識(shí)的普及應(yīng)用，技能差距和培訓(xùn)需求對(duì)人工智能融入全球不同地區(qū)、尤其是全球南方提出重大挑戰(zhàn)。由于這些地區(qū)農(nóng)業(yè)多由小農(nóng)主導(dǎo)，缺乏人工智能農(nóng)業(yè)有效施展所需的專業(yè)技術(shù)知識(shí)和能夠駕馭人工智能農(nóng)業(yè)復(fù)雜系統(tǒng)的嫻熟技工，這對(duì)變革性技術(shù)的采用造成巨大障礙，因此需要采取有針對(duì)性的技術(shù)培訓(xùn)來(lái)滿足農(nóng)民差異化需求，制定能力建設(shè)計(jì)劃和完善教育戰(zhàn)略投入十分必要。例如，認(rèn)證人工智能農(nóng)業(yè)專家（CAIFP）培訓(xùn)創(chuàng)設(shè)于21世紀(jì)初，是一項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)和可持續(xù)教育項(xiàng)目，認(rèn)證重點(diǎn)涵蓋人工智能農(nóng)業(yè)介紹、數(shù)據(jù)搜集和決策概念、人工智能農(nóng)業(yè)平臺(tái)和硬件設(shè)置與實(shí)現(xiàn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)規(guī)劃與實(shí)踐，以及識(shí)別植物病蟲害、生長(zhǎng)過(guò)程及影響因素等內(nèi)容。其中，人工智能農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺(tái)是一個(gè)具有人工智能智能學(xué)習(xí)的農(nóng)業(yè)智能管理平臺(tái)，由監(jiān)控模塊、人工智能行動(dòng)規(guī)劃智能模塊、城鄉(xiāng)建筑模塊和教育模塊組成，致力于從農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)中構(gòu)建人工智能平臺(tái)。

人工智能可以為農(nóng)業(yè)機(jī)械提供強(qiáng)大動(dòng)力。通過(guò)自動(dòng)化來(lái)幫助減少對(duì)傳統(tǒng)體力勞動(dòng)的需求并提高農(nóng)場(chǎng)效率。人工智能正在重塑傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，使農(nóng)民能夠做出明智決策，農(nóng)業(yè)科技正在快速發(fā)展，其好處顯而易見，作用愈發(fā)重要。農(nóng)業(yè)人工智能的三個(gè)發(fā)展前景包括聯(lián)邦學(xué)習(xí)（FederatedLearning）、病蟲害檢測(cè)和價(jià)格預(yù)測(cè)。就其中最為重要的聯(lián)邦學(xué)習(xí)而言，是一種根據(jù)多方數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法的技術(shù)，有關(guān)各方無(wú)需互相透露其數(shù)據(jù)，農(nóng)民將數(shù)據(jù)放在算法可以訪問(wèn)的本地計(jì)算機(jī)上，而不是在中央服務(wù)器上共享數(shù)據(jù)。此方法可提高隱私性并降低數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險(xiǎn)，農(nóng)民以這種方式分享數(shù)據(jù)可以為系統(tǒng)協(xié)作作出貢獻(xiàn)，幫助他們做出明智決策，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)［29］。

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ArtificialIntelligenceEmpowersGlobalFoodSecurity：

CurrentSituation，ChallengesandResponses

HanJi

（SchoolofMarxism，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China）

Abstract：Foodsecurityconstitutesanecessaryconditionanduniversalfeatureforthenormaloperationofacountry.Itisanimportantindicatorofindividualabilitytoobtainnutritiousandsufficientfood.Itiscrucialtohumansurvival，developmentandsocialcontinuity.Foodsecurityhasbecomethefocusofglobalattention，anderadicatinghungerhasbecomethecoreoftheglobalfoodsecurityagenda.Artificialintelligencehasshownuniqueadvantagesinsolvingthisproblem.SincetheeraofIndustry40，artificialintelligencehasplayedakeyroleinassistingfoodproduction，ensuringfoodquality，andoptimizingfoodsupply，makingoutstandingcontributionstoachievingthe“ZeroHunger”goalinTheUnitedNations2030AgendaforSustainableDevelopment.Althoughartificialintelligenceprovidespracticalsolutionsto respondtoglobalfoodsecurity，itstillfacesmajorchallengessuchasweaktechnologypopularizationandlesspublicacceptance，datasecurityanduserprivacyprotection，andthelimitedfunctionindealingwithclimatechange.ThewayofusingAIandtheapplicationscopeofAIassistagriculturalproductionandrespondtoclimatechange.Therefore，improvingartificialintelligenceempowermentstrategies，improvingartificialintelligencetechnologyinnovation，andstrengtheningartificialintelligenceempowermentapplicationshavebecomethepathsinresponsetoglobalfoodsecurity.

Keywords：artificialintelligence;digitalagriculture;foodsecurity;globalgovernance

（責(zé)任編輯：張麗陽(yáng)）