人工智能賦能全球糧食安全：現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)與應(yīng)對

［摘要］糧食安全構(gòu)成一國正常運轉(zhuǎn)的必要條件和普遍特征，是衡量個體獲得營養(yǎng)且充足食物能力的重要指標(biāo)，對人類生存發(fā)展和社會延續(xù)至關(guān)重要。糧食安全成為全球關(guān)注的焦點，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題方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。工業(yè)40時代以來，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，為實現(xiàn)《聯(lián)合國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。盡管人工智能為回應(yīng)全球糧食安全提供了切實可行的解決方案，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］F31611［文獻標(biāo)識碼］A［文章編號］1673-0461（2024）09-0048-10

糧食安全是衡量個體獲得營養(yǎng)且充足食物能力的重要指標(biāo)。糧食安全是一項基本人權(quán)，獲得足夠數(shù)量的營養(yǎng)食品可被視為所有人權(quán)中最基本的權(quán)利，同時食品還須滿足個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際沖突、氣候變化和人口增長，對糧食不安全狀況的有效預(yù)防可通過建立氣候變化抵御能力、解決饑餓不平等問題，以及沖突敏感救濟等方式進行［1］。

由經(jīng)濟學(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)對全球糧食安全狀況進行評估，總體上看，糧食安全呈下降趨勢，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步，然而全球糧食體系的結(jié)構(gòu)性問題導(dǎo)致糧食產(chǎn)量增長緩慢，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)因其兩個最強支柱即負(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。得分排名前十的國家中，又有八個來自西歐和北歐，其中芬蘭、愛爾蘭和挪威位居前三，這些國家在全球糧食安全指數(shù)的四大支柱上得分最高。事實上，自新冠疫情暴發(fā)以來，得分最高的國家與排名靠后的國家之間差距持續(xù)擴大，折射出全球糧食系統(tǒng)的不平等。在實踐中，鑒于人工智能對于增強糧食安全至關(guān)重要，投資于研發(fā)和創(chuàng)新技術(shù)并擁有強大供應(yīng)鏈基礎(chǔ)設(shè)施的國家更有可能獲得較高的安全得分［2］?；诖耍芯咳斯ぶ悄苜x能全球糧食安全具有重大的理論和現(xiàn)實意義。

一、全球糧食安全的問題場域

聯(lián)合國世界糧食計劃署（WorldFoodProgramme）將糧食安全分為五個階段。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會。氣候變化、人口增長、糧價飆升、環(huán)境壓力都對糧食安全產(chǎn)生重大影響，一個針對全球變化的適應(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”領(lǐng)域面臨諸多挑戰(zhàn)，深入剖析所面臨的復(fù)雜問題對解決上述挑戰(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，糧食不安全和營養(yǎng)不良導(dǎo)致社會和政治動蕩，嚴(yán)重影響人類社會正常運轉(zhuǎn)。消除饑餓成為全球糧食和營養(yǎng)安全議程的核心，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定改善食物營養(yǎng)的基礎(chǔ)，糧食產(chǎn)量的快速增長成為消除饑餓和促進經(jīng)濟社會良性運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。從狩獵采集到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)活動擴展延伸至越來越多的領(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)獨立，技術(shù)創(chuàng)新為許多國家?guī)砀呖萍冀鉀Q方案。在第三次科技革命推動下，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會［4］。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展、生活水平的提高、中產(chǎn)階級隊伍的壯大和消費模式的迭代升級，全球各主要國家的食物多樣性也有所增加——從谷物、根莖類作物擴展到蔬菜、豆類、堅果等其他食物，人類飲食更加多樣化。

聯(lián)合國成員國于2015年一致通過的《聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程》提出了改變世界的17項目標(biāo)，呼吁世界各國采取共同行動，消除貧困、保護地球、改善所有人的生活和未來。在這一愿景下，農(nóng)業(yè)部門在實現(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個國家和地區(qū)所收集的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）發(fā)布的《農(nóng)業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計（2000—2021）》報告指出，在過去20年間，世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)步上升，需求滿足不斷擴大。其中，2000年至2021年間主要農(nóng)作物產(chǎn)量增長54%，肉類產(chǎn)量增長53%，牛奶產(chǎn)量增長58%。自2000年以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)速度高于人口增長速度（29%），其重要原因是農(nóng)業(yè)活動的集約化（增加灌溉、殺蟲劑和化肥的使用，以及農(nóng)田擴張）和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的增強（包括改進耕作方法和使用高產(chǎn)作物）。近10年來，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、地緣局勢緊張、全球經(jīng)濟下行、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［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)端向消費端的基本流動，為后疫情時代食品企業(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)驗啟示［6］。

（二）全球糧食安全的結(jié)構(gòu)剖面

自2018年以來，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)要素價格，損害了商品出口貿(mào)易并促使一些國家采取出口管制措施——在沖突爆發(fā)后，相關(guān)國家實施的相關(guān)貿(mào)易政策激增，各國為增加國內(nèi)供應(yīng)和降低價格而實施的食品貿(mào)易限制越來越多，這在一定程度上加劇了全球糧食危機。截至2024年1月17日，已有15個國家實施了21項食品出口禁令，11個國家實施了14項出口限制措施［7］。

國際貨幣基金組織（IMF）的統(tǒng)計顯示，糧食危機的影響隨處可見。全球48個受糧食不安全狀況影響最嚴(yán)重的國家中，多數(shù)高度依賴從俄羅斯和烏克蘭的糧食進口，其中又有一半國家由于面臨嚴(yán)峻的經(jīng)濟挑戰(zhàn)、薄弱渙散的組織機構(gòu)而更加脆弱。由于糧食安全受諸多復(fù)雜因素的影響，糧食和化肥進口成本的上升會增加90億美元的國際收支壓力，這將削弱各國的國際儲備以及糧食和化肥進口費用的支付能力。雖然全球絕大多數(shù)國家的食品價格已從峰值回落，但價格依然居高不下，長此以往將釀成生活成本危機，進而加劇貧困并損害經(jīng)濟增長，從而誘發(fā)政治不穩(wěn)定。因此通過世界糧食計劃署和其他國際組織的人道主義援助對受糧食不安全狀況影響的人們進行有效幫扶、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)以增加未來收成等四個領(lǐng)域采取強有力的對策以緩解全球糧食危機。而就國際社會而言，如糧食計劃署和聯(lián)合國糧農(nóng)組織等專門從事糧食安全的機構(gòu)需要獲得充足的資金支持方可采取果斷行動，以應(yīng)對當(dāng)前糧食危機并加強中長期糧食安全。鑒于上述專門組織在許多國家設(shè)立分支機構(gòu)并密切關(guān)注各國糧食安全波動現(xiàn)狀，對實時保障各國糧食安全至關(guān)重要。為實現(xiàn)對糧食安全的“雙重保險”，國際貨幣基金組織支持各國滿足與全球糧食危機相關(guān)的外部融資需求，如俄烏沖突爆發(fā)以來，格魯吉亞和貝寧等國就實施了包括由國際貨幣基金組織所支持的應(yīng)對糧食危機影響政策的新經(jīng)濟計劃，約旦、摩爾多瓦、巴基斯坦等國既有計劃的外部融資為加強社會安全網(wǎng)和解決糧食不安全問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)成一國正常運轉(zhuǎn)的必要條件和普遍特征，對人類生存發(fā)展和社會延續(xù)至關(guān)重要。同時，糧食安全的社會實踐也受到一系列主客觀規(guī)律的制約，特別是受所處社會所遵循的政治經(jīng)濟秩序的驅(qū)動。鑒于糧食安全在很大程度上取決于一國農(nóng)業(yè)實踐，因此有計劃的農(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、病蟲害、灌溉水資源短缺、政局動蕩等要素制約。而就普遍意義來說，氣候變化的影響最為持久——“氣候變化是近期糧食價格上漲的關(guān)鍵驅(qū)動因素，也是嚴(yán)重糧食危機的主要原因之一……氣候變化將對全球糧食安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響”［9］。

工業(yè)革命以來，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)作物生長并提高產(chǎn)量，但實現(xiàn)這一效益的前提是必須同時滿足養(yǎng)分水平、土壤濕度、光照強度等其他組合條件，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)實踐等左右農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的其他因素。如對特定農(nóng)作物而言，溫度升高的影響取決于其生長和繁殖的最佳溫度區(qū)間，溫度過高超過作物的最適宜溫度，產(chǎn)量就會下降。盡管二氧化碳濃度增加會影響作物產(chǎn)量，促進農(nóng)作物生長，但囿于臭氧、水和養(yǎng)分的限制，可能會導(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的降水則會阻礙農(nóng)作物生長并降低產(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，并進而影響了農(nóng)作物營養(yǎng)價值，從而對人類健康造成潛在威脅。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項充滿不確定性的風(fēng)險行業(yè)，氣候變化會破壞糧食供應(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)將會相應(yīng)增加［10］。因此通過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。面對全球變暖，世界銀行的《氣候變化行動計劃（2021—2025）》正在加大對全球糧食價值鏈的支持，通過政策手段和技術(shù)干預(yù)來提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，幫助各國脫離糧食損失和糧食浪費困境，解決洪水和干旱問題，增強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踐應(yīng)用

糧食安全成為全球關(guān)注的焦點，人工智能在解決這一問題方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。人工智能融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、緩解糧食危機的方式囊括分析市場需求、引領(lǐng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型、重塑供需韌性、檢測植物病害和應(yīng)對氣候變化。從預(yù)測作物產(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正徹底改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，為實現(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，糧食是國家安全的基礎(chǔ)。二戰(zhàn)結(jié)束以來，在經(jīng)濟社會發(fā)展、人口快速增長和農(nóng)業(yè)科技進步的共同推動下，全球糧食產(chǎn)量顯著增加。城市化進程的加快使得世界糧食需求呈幾何式增長，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)實踐方面發(fā)揮了重要作用。自20世紀(jì)50年代以來，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的集約化做法導(dǎo)致生態(tài)退化、資源消耗和對化石燃料的依賴，但同時也普遍認(rèn)為綠色革命有助于避免二戰(zhàn)后的糧食短缺［11］。

聯(lián)合國相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，至21世紀(jì)中葉，全球人口將從75億增長至97億，糧食產(chǎn)量需提高50％以養(yǎng)活額外增長的20多億人口。全球人口的不斷增加、發(fā)展問題的復(fù)雜多變、收入分配的不均衡給全球農(nóng)業(yè)部門帶來諸如增加糧食總供應(yīng)量，滿足消費者日益增長多樣化需求，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)性等永久性問題挑戰(zhàn)［12］。第四次科技革命方興未艾，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐發(fā)生革命性變化。隨著氣候變化、人口增長、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時代以來，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、個性化營養(yǎng)、供應(yīng)鏈管理到客戶體驗、智能配送等糧食系統(tǒng)的各個方面。由于人工智能和機器人技術(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、增強可持續(xù)性、增加安全性、降低風(fēng)險、提升生產(chǎn)率，由人工智能所驅(qū)動的無人機和帶有尖端傳感器的機器人所主導(dǎo)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可以監(jiān)測農(nóng)作物、土壤狀況和用水情況，機器學(xué)習(xí)算法檢查數(shù)據(jù)還可以確定最佳種植時間、預(yù)測糧食產(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。由人工智能所驅(qū)動的自動化農(nóng)場設(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，快速增長的世界人口將得到糧食可持續(xù)安全保障［13］?？傊?，人工智能驅(qū)動方案在很大程度上回應(yīng)了資源和勞動力稀缺問題，成為解決和應(yīng)對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)復(fù)雜情勢的有力工具，成為改善農(nóng)業(yè)實踐、提升生活品質(zhì)、促進糧食生產(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)解決方案為實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展中的“零饑餓”目標(biāo)作出貢獻。通過利用人工智能領(lǐng)域的最新成果，農(nóng)民可以通過有針對性的使用先進技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。人工智能時代的農(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)用帶來新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，數(shù)字農(nóng)業(yè)的深入推進使得小農(nóng)可以通過提高作物產(chǎn)量和增強價格控制來增加收入。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)場數(shù)據(jù)的成本高昂，但是人工智能通過獲取生長、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、改善日常運營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)自動化成為工業(yè)40以來各國主要關(guān)注點和新興議題。世界人口的快速增長導(dǎo)致對食物的需求激增，傳統(tǒng)耕作方式不足以滿足日益增長的糧食需求，因此農(nóng)民不得不采取破壞性和非可持續(xù)性方式來擴大耕種面積和提高糧食產(chǎn)量，從而帶來作物病害、儲存管理、農(nóng)藥控制、雜草管理和缺乏灌溉等一系列問題，而這些問題則可通過物聯(lián)網(wǎng)、無線通信、機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等不同技術(shù)解決。事實證明，人工智能和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度耦合對于農(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，美國擁有約200家基于人工智能的農(nóng)業(yè)初創(chuàng)公司，農(nóng)場人工智能的實例包括自動駕駛拖拉機和聯(lián)合收割機、用于農(nóng)作物檢查的機器人群和自動噴霧器，美國室內(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算機視覺來收集農(nóng)作物數(shù)據(jù)和調(diào)整環(huán)境，以獲得最佳營養(yǎng)和口感風(fēng)味；藍(lán)河科技（BlueRiverTechnology）使用機器視覺和人工智能來區(qū)分農(nóng)作物和雜草，從而有針對性地除草并減少人力使用?？傊瑢?shù)字時代的農(nóng)業(yè)決策者來說，通過合并多種數(shù)據(jù)類型、跟蹤所有數(shù)據(jù)熱點、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，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)，未來人工智能將通過優(yōu)先收集標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)、改進數(shù)據(jù)收集流程、加速農(nóng)業(yè)對可持續(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)濟部門發(fā)揮著關(guān)鍵作用，農(nóng)業(yè)自動化是世界范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的主要關(guān)注點和新興議題，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)帶來了一場全新革命——數(shù)字技術(shù)保障農(nóng)作物免受氣候變化、人口增長、跨境移民等各種因素影響［18］。人工智能、機器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器為數(shù)字農(nóng)業(yè)提供實時數(shù)據(jù)，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、提高糧食產(chǎn)量，同時降低糧食生產(chǎn)成本。供應(yīng)鏈良性運轉(zhuǎn)是人工智能時代糧食供應(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。由于糧食在運輸-儲存過程中的監(jiān)測不足和處理不當(dāng)，造成食物浪費，進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€涉及從田間種植農(nóng)作物到將新鮮和加工食品運送到消費者餐桌的復(fù)雜過程網(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)鏈效率的提升對于最大限度減少浪費、降低成本、滿足全球人口不斷增長的需求至關(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，同時也優(yōu)化了糧食生產(chǎn)、分銷和庫存管理，減少浪費、降低成本并加強資源配置。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)動的預(yù)測分析可以評估需求、減少損耗［20］。從優(yōu)化農(nóng)業(yè)實踐到改善庫存管理和食品物流，人工智能正在徹底改變“生產(chǎn)—分配—消費”方式，糧食供應(yīng)鏈也變得更加高效和可持續(xù)。人工智能通過簡化供應(yīng)鏈流程和完善供應(yīng)鏈運營來改善供應(yīng)鏈管理。工業(yè)40時代，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，通過跟蹤食品在整個價值鏈中對環(huán)境的影響，支持食品公司實現(xiàn)碳中和目標(biāo)?？傊?，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可行的解決方案。盡管人工智能可以為農(nóng)民帶來諸多好處，然而全球大多數(shù)農(nóng)民，特別是小農(nóng)缺乏這些技術(shù)實施所需的知識條件。在人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，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)的多個領(lǐng)域，引發(fā)工業(yè)模式劇變和社會思潮沖擊。統(tǒng)計數(shù)據(jù)（Statista）所做的2022年全球部分國家對人工智能系統(tǒng)接受度和信任意愿的統(tǒng)計顯示，西方國家普遍不信任和不接受跨私人和個人空間的人工智能系統(tǒng)，而廣大發(fā)展中國家尤其是金磚國家（BRICS）對此持普遍信任態(tài)度［21］。皮尤研究中心（PewResearchCenter）于2023年所發(fā)布的研究報告同樣佐證了上述觀點。報告指出，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，但美國對人工智能在日常生活中日益增長的影響力卻熱情有限［22］。知名智庫麥肯錫全球研究院（McKinsey&Company）早在2018年即發(fā)布了題為《人工智能時代的承諾與挑戰(zhàn)》的研究報告，對人工智能技術(shù)及其用途、局限性和影響進行詳盡分析后得出，人工智能有望帶來可觀的經(jīng)濟效益。通過生產(chǎn)力提高和科技創(chuàng)新，各經(jīng)濟體也將從人工智能中受益，人工智能和機器人自動化將產(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)隱私等社會問題［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)動的數(shù)字轉(zhuǎn)型，數(shù)字時代的農(nóng)業(yè)自動化成為世界范圍內(nèi)的現(xiàn)實聚焦和新興議題，農(nóng)業(yè)人工智能帶來新一輪農(nóng)業(yè)技術(shù)革命，使人類進入利用現(xiàn)代信息技術(shù)服務(wù)農(nóng)業(yè)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展的農(nóng)業(yè)40時代，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，同時減少對環(huán)境的負(fù)面影響；又如，農(nóng)業(yè)自動化可以更精確、更快速地執(zhí)行從種植到收割的具體任務(wù)，減少對體力勞動的消耗并提高生產(chǎn)率。總之，人工智能的精準(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)化自動灌溉系統(tǒng)以及作物和土壤監(jiān)測，通過自動化和定制數(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，對廣大發(fā)展中國家自耕農(nóng)、小規(guī)模農(nóng)場主，以及陷入資金斷裂和財務(wù)困境的農(nóng)場與農(nóng)企來說，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)實踐經(jīng)驗以及漫長農(nóng)業(yè)技術(shù)采用過程困擾。

（二）數(shù)據(jù)安全與用戶隱私問題

大數(shù)據(jù)成為智能農(nóng)場的重要組成部分，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)制定的相對滯后形成鮮明對比，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)，進而誘發(fā)多種法律問題——如對精準(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)潛力的同時也帶來相關(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責(zé)制。美國農(nóng)場局聯(lián)合主席齊皮·杜瓦爾（ZippyDuvall）表達了對農(nóng)場數(shù)據(jù)隱私的擔(dān)憂。盡管人工智能可以改善農(nóng)場的數(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)場和牧場收集的敏感信息置于危險之中。數(shù)據(jù)隱私同樣也成為人工智能小組討論的重要議題。在達勒姆喜來登帝國酒店（SheratonImperialHotelinDurham）舉辦的北卡羅萊納州商品會議上，北卡羅萊納州立大學(xué)北卡羅萊納植物科學(xué)計劃平臺主管克拉諾斯·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，農(nóng)民便會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，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)具有高價值目標(biāo)，擁有豐富的有價值數(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)漏洞的主要來源，也帶來了更多的黑客攻擊。圭爾夫大學(xué)（UniversityofGuelph）計算機科學(xué)學(xué)院研究員羅齊塔·達拉（RozitaDara）等人試圖通過打造一個基于“公平性”“透明度”“問責(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，以及邀請數(shù)據(jù)安全專家對數(shù)據(jù)和用戶隱私進行專業(yè)評估等方式來確保人工智能農(nóng)業(yè)良性運轉(zhuǎn)，避免長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)測最佳種植、灌溉和收獲時間來優(yōu)化糧食產(chǎn)量，同時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農(nóng)業(yè)的影響并提出有針對性的應(yīng)用策略，從而使農(nóng)業(yè)發(fā)展更具韌性，減少對環(huán)境的負(fù)面影響。例如前文論及基于機器學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，即使用歷史數(shù)據(jù)來研發(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)民提供針對性建議。又如，一款名為梅麗莎（Melisa）由人工智能驅(qū)動的聊天機器人，可以提供精準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)氣候預(yù)測，農(nóng)民可以通過瓦次艾普（WhatsApp）、臉書（Facebook）和電報（Telegram）與梅麗莎聯(lián)系，并以聊天和對話的形式向梅麗莎詢問短期和長期天氣預(yù)報并預(yù)測糧食產(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)民及時適應(yīng)氣候變化引起的多變天氣模式。

人工智能通過提供高級分析、預(yù)測模型和決策工具，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”行動的關(guān)鍵呼吁。就氣候智慧型農(nóng)業(yè)而言，其重點是提高農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(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)生強大的協(xié)同效應(yīng)，如人工智能驅(qū)動的天氣預(yù)報模型可以幫助農(nóng)民預(yù)測極端天氣事件并做出相應(yīng)計劃；智能灌溉系統(tǒng)在人工智能算法輔助下，根據(jù)實時天氣調(diào)整用水量，減少浪費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。通過人工智能賦能作用可以適應(yīng)氣候變化帶來的挑戰(zhàn)，創(chuàng)造一個更加可持續(xù)和有彈性的農(nóng)業(yè)部門，進而為全球糧食安全作出貢獻［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)達國家基于特定數(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，其本身也消耗大量資源和能量，進而帶來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排放的實質(zhì)貢獻。總之，人工智能不能成為應(yīng)對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

世界人口快速增長給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來巨大壓力，全球糧食安全呈復(fù)雜態(tài)勢，人工智能成為工業(yè)40時代有效解決糧食問題的路徑依賴。健全人工智能賦能戰(zhàn)略，完善人工智能技術(shù)創(chuàng)新，強化人工智能賦能應(yīng)用可有效減少現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對人類健康和自然環(huán)境的不利影響，進而有助于傳統(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)化自動灌溉系統(tǒng)、進行作物和土壤監(jiān)測、檢測疾病與蟲害、監(jiān)測牲畜健康、智能施藥施肥、產(chǎn)量分析預(yù)測、自動除草收割、農(nóng)產(chǎn)品分類歸納，以及農(nóng)場安全監(jiān)控管理等領(lǐng)域日益得到廣泛應(yīng)用，對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型和糧食安全愈發(fā)重要。然而在實踐中，人工智能融入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的進程卻十分緩慢，其原因包括前期成本投入較大、對新工藝心理抵觸、缺乏新技術(shù)實踐經(jīng)驗、漫長采用過程、人工智能技術(shù)限制和數(shù)據(jù)隱私與安全問題。

全球領(lǐng)先的市場研究機構(gòu)商業(yè)市場調(diào)查（Marketsandresearchbiz）的研究顯示，農(nóng)業(yè)生成人工智能市場（GenerativeAIInAgricultureMarket）規(guī)模預(yù)計將從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)測期間復(fù)合年增長率為248%。人工智能融入農(nóng)業(yè)發(fā)展為整個行業(yè)和農(nóng)民帶來諸多商機，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)。通過大數(shù)據(jù)分析、云計算、自動化工具和位置智能，可以幫助農(nóng)民進行充分的風(fēng)險評估，實現(xiàn)統(tǒng)一的農(nóng)場管理。

人工智能技術(shù)的每一次飛躍都給農(nóng)民帶來簡化流程、提高效率、優(yōu)化供應(yīng)鏈、增加利潤率、減少浪費和節(jié)約資源的契機，這對糧食高效分配、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)上來說，農(nóng)業(yè)發(fā)展的人工智能轉(zhuǎn)向是未來糧食可持續(xù)安全的燈塔，人工智能助力將起到加強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)的未來趨勢涵蓋個性化育種、作物病害預(yù)測、自動化食品生產(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，人工智能正在助力農(nóng)業(yè)發(fā)展的未來。因此，在人工智能賦能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型進程中，應(yīng)對道德和社會問題、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)機器人則有望成為人工智能賦能農(nóng)業(yè)發(fā)展最有價值的應(yīng)用。

實現(xiàn)理論與實踐緊密結(jié)合、推動學(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)作對于人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域落地檢驗、推陳出新至關(guān)重要。同時，要制定和完善相關(guān)法規(guī)和政策框架來有效解決前文述及的倫理和道德問題，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，因此對人工智能賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的廣泛測試和實證檢驗更為重要。

（二）完善人工智能技術(shù)創(chuàng)新，實現(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)濟論壇（WorldEconomicForum）積極推動人工智能農(nóng)業(yè)在這一轉(zhuǎn)變過程中發(fā)揮積極作用。人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新（AI4AI）計劃的實施旨在通過公私合作伙伴關(guān)系擴大數(shù)字農(nóng)業(yè)規(guī)模，力爭到2027年惠及全球100萬農(nóng)民。通過擴大新興技術(shù)和釋放公私伙伴關(guān)系推進全球數(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)動的賦權(quán)計劃、可持續(xù)的綠色農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈高效運用和通過基因分析來應(yīng)對全球營養(yǎng)挑戰(zhàn)。世界經(jīng)濟論壇試圖通過激活數(shù)字公共基礎(chǔ)設(shè)施、價值鏈轉(zhuǎn)型等關(guān)鍵杠桿來實現(xiàn)上述目標(biāo)［27］。

在全球南方應(yīng)對糧食安全、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)新計劃來改進其他人工智能系統(tǒng)的倡議和實踐成為農(nóng)業(yè)創(chuàng)新成功的具體案例。例如，世界經(jīng)濟論壇的人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計劃通過推動人工智能相關(guān)技術(shù)的使用來促進農(nóng)業(yè)進步，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)場到餐桌和數(shù)據(jù)驅(qū)動農(nóng)業(yè)等四個領(lǐng)域的關(guān)鍵機遇，產(chǎn)生了推動人工智能農(nóng)業(yè)創(chuàng)新計劃在印度和哥倫比亞等其他國家發(fā)展的關(guān)鍵建議，這些建議正被用于實施設(shè)計大型試點項目以實現(xiàn)開發(fā)價值。該舉措還帶來了系統(tǒng)改進，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施計劃是“薩古-巴古”（SaaguBaagu）試點項目，該項目極大地改善了7000多名農(nóng)民的辣椒價值鏈，在第一階段的實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，單位售價也提高了8%。當(dāng)前，“薩古-巴古”試點項目正在不斷擴展，將影響全球約50萬農(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時代的技術(shù)創(chuàng)新增強了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的相對實力，人工智能與農(nóng)業(yè)實踐的深度耦合昭示著農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大轉(zhuǎn)變。人工智能對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的變革性影響遠(yuǎn)超田野并滲透至整個糧食價值鏈。隨著農(nóng)業(yè)數(shù)字化進程的持續(xù)深入，人工智能的應(yīng)用價值將被不斷釋放，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)字時代全球糧食安全的內(nèi)生訴求。

（三）強化人工智能賦能應(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)對作物、牲畜、天氣和水資源管理方面的現(xiàn)實挑戰(zhàn)成為人工智能賦能農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要現(xiàn)實意義，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，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）項目的目標(biāo)是在地球之外制造超級食物，通過自主研發(fā)的智能監(jiān)測軟件和人工智能決策平臺提高農(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)知識的普及應(yīng)用，技能差距和培訓(xùn)需求對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，這對變革性技術(shù)的采用造成巨大障礙，因此需要采取有針對性的技術(shù)培訓(xùn)來滿足農(nóng)民差異化需求，制定能力建設(shè)計劃和完善教育戰(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，是一項農(nóng)業(yè)技術(shù)和可持續(xù)教育項目，認(rèn)證重點涵蓋人工智能農(nóng)業(yè)介紹、數(shù)據(jù)搜集和決策概念、人工智能農(nóng)業(yè)平臺和硬件設(shè)置與實現(xiàn)、農(nóng)業(yè)作業(yè)規(guī)劃與實踐，以及識別植物病蟲害、生長過程及影響因素等內(nèi)容。其中，人工智能農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺是一個具有人工智能智能學(xué)習(xí)的農(nóng)業(yè)智能管理平臺，由監(jiān)控模塊、人工智能行動規(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)驗中構(gòu)建人工智能平臺。

人工智能可以為農(nóng)業(yè)機械提供強大動力。通過自動化來幫助減少對傳統(tǒng)體力勞動的需求并提高農(nóng)場效率。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)人工智能的三個發(fā)展前景包括聯(lián)邦學(xué)習(xí)（FederatedLearning）、病蟲害檢測和價格預(yù)測。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)練機器學(xué)習(xí)算法的技術(shù)，有關(guān)各方無需互相透露其數(shù)據(jù)，農(nóng)民將數(shù)據(jù)放在算法可以訪問的本地計算機上，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，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，幫助他們做出明智決策，實現(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）