2050年，全世界人口將達到100億，糧食產量需要增加一倍，才能讓每個人都有飯吃，這一期影片我們聊聊，那些正在發生在世界各個角落裡悄悄顛覆農業生產的未來科技。100年前，美國有14%的人口從事農業生產，而現在只有不到2%，短短100年中農業機械的應用讓農業生產力提高了7倍。

回到我國，100年前我們處在農耕社會，而100年後，農業機械在我國的普及率依然很低。2019中國統計年鑑資料顯示，當前我國依然有農村人口7億多人，排除農民工和無業農民外，職業農民在3-4億人之間。我們用接近30%的勞動力，養活了14億人口，是美國的15倍。

能不能利用好接下這幾個方面的科技進步，可能就是我們能彎道超車的機會

1.智慧農業裝備的廣泛使用。

利用人工智慧和計算機視覺，英國科學家已經制造出來一臺草莓自動採摘機器人，這臺機器人全程無人作業，相同時間內採摘速度是人工的兩倍。除了草莓機器人以外，橘子、蘋果的機器人也進入了田間試驗階段，估計不久就會上市。在栽培管理方面，他們還研製了自動除草機器人，這個機器人不光精準的識別雜草，還可以透過機械臂或者精準噴灑除草劑來除掉雜草。該機器人利用太陽能工作，所用的除草劑用量是傳統噴灑方式的10%。把對環境的危害降到了最低。為了進一步降低對環境的，有的科學家還考慮給他裝上鐳射，透過鐳射把雜草燒死的方式做到對環境0汙染。

每年大約有20-30 %的作物在田裡的時候就被蟲子吃掉，所以農業生產，離不開農藥的噴灑。但是在一片幾千畝的田裡，農民無法精確知道哪裡發生了蟲害、到底發生了什麼樣的蟲害。所以一旦蟲害出現，往往需要整塊地全部噴灑廣譜的殺蟲劑，造成了人力物力的極大浪費和環境的破壞。因此科學家設計了一個叫trap view的捕蟲裝置，這個裝置可以把蟲子引誘到一個密閉的盒子裡，透過拍照自動識別，把蟲害的種類和在田間的位置資料傳回農民的手機中，幫助農民採取相應的措施，一些大的農場已經在使用trapview。

如果你覺得這個辦法太笨，請看EarthSense製造的terracentia機器人，它可以在農田裡自由穿梭。 利用照相機和鐳射雷達和GPS等感測器來收集關於植物生理和應激反應資料，包括植物高度，莖稈寬度和生理。生成詳細報告透過手機app彙總給農民，讓農民足不出戶就知道千畝地的生長狀況，幫助他們在田間管理作中做出更明智的判斷。這類機器人不僅可以自主學習，而且可以在雲平臺上被程式設計，所獲取的資料在資料庫裡不斷更新，可以全天候測量作物生理，形態、生物量和病蟲害等多個指標，這些資料的廣泛採集和挖掘，將為田間管理提供明確的指導，顯著提高農業的效率。也許你會想到，儘管這個機器人，潛力無限，但是在上萬畝、億畝的地裡大規模普及。為此MAVRX公司僱了100多個全職的飛行員，駕駛著裝載有多光譜相機的飛機在大半個美國蒐集農場的植物生長、土壤氮含量等資料，一家planetlab的公司，每週都透過衛星掃描方式在全球範圍內蒐集農場資訊。其餘公司則把這些資料整合到一個數據庫中，透過向所有加入Farmerbusiness聯盟的農民分享，讓中小農場主也實時獲得海量的農田資訊。

2.土地、水等資源的高效利用。

說起種地，離不開水、和土地，誰能在有限的土地上利用有限的資源種出更多糧食就能在未來農業發展中佔領高地。垂直農場透過工廠化無土化栽培，實現了對水和空間的高效利用，由於工廠可以建在城市中央，省去了物流中成本和採後運輸損耗。此外，長距離運輸過程中除了有經濟損耗，也產生了大量的二氧化碳排放，所以工廠化栽培為我們提供了環境友好型的農業發展模式。但是這種生產模式最大的挑戰是高能源消耗。由於是全封閉栽培沒有自然光，所以垂直工廠完全採用人工光源提供植物生長所需要的能量，需要大量電能。好在隨著近10年中的LED照明突飛猛進的發展，人工照明的用電量成本實現指數級下降，在高栽培密度、24小時光照的栽培環境下，植物的生長週期可以縮短到傳統栽培方式的一半。目前所有葉菜已經可以實現工廠化栽培並且產生可觀的利潤，隨著清潔能源和遺傳育種的發展，黃瓜西紅柿等園藝作物已經成為了下一個工廠化栽培的目標物種。

說了半天都是主食和菜 ，沒有肉怎麼能行。

每年發展中國家有數百萬人邁入中產階級，隨著生活水平的提高，對肉的需求越來越高。據統計我國每年食用7億頭豬，4000萬頭牛，平均每人每年半頭豬+一條牛腿。大量的需求在畜牧業也催生出很多讓人想不到的黑科技。透過給牛帶上智慧手環，科學家可以透過檢測牛每天的活動，來估計牛的健康狀況和運動量，推算出牛的生長和繁殖能力。蘇格蘭科學家則透過給農場裝上超光譜照相機，來檢測牛乳腺的感染疾病，在早期透過採取病牛隔離，和抗生素治療的方式，來避免疾病的發生和擴散提高。於此同時，透過三維相機可以迅速地對牛的體脂率、肌肉含量進行建模，在每頭牛最佳的年齡把它們出售，實現飼料利用率的最大化。甚至有公司在豬的下巴埋入感測器，來檢測豬的咳嗽，在豬患病10天前就開始對病豬進行隔離治療，避免疾病傳播。還有透過在雞場裝攝像頭來檢測雞的活動，來對肉雞飼養做出應急。

如果你覺得這些還不夠大開腦洞，那請接著往下看。

據聯合國統計，目前大概有2百萬人靠食用昆蟲來提供身體所必須的蛋白。儘管昆蟲營養豐富，但是吃起來還是讓人毛骨悚然。所以就有很多公司想透過包裝昆蟲蛋白，來降低大家的不適感，比如蛋白粉，還有昆蟲麵粉。儘管如此大家聽起來還是有點不舒服，所以還是讓動物幫我們轉化一下比較好。

比起昆蟲蛋白，公眾對於人造肉接受程度可能更高。2017年荷蘭一家實驗室就透過培養肌肉細胞，做出了全人類第一個人造漢堡，美國相繼製造出來了人造肉丸子，雖然據說口感並無差異，這一定是地球上最貴的漢堡和肉丸。隨著技術進步，生產成本會不斷降低，這種對環境友好的人造肉未來確實有走上餐桌的可能。

說了這麼多的黑科技，其實這些黑科技所解決的問題都是由於我們人類自身活動對全球生態系統破壞的結果。全球人口還在不斷地增加，氣候變化的威脅也越來越嚴重，應對吃飯問題，我們還有最後兩道殺手鐧，

第一道殺手鐧是基因編輯，來源於細菌中這一項重大發現，允許我們在全基因組上編輯控制作物生長的基因，實現比傳統轉基因更加精準的基因改造。於此同時由於沒有轉基因，轉基因食品安全問題也就無從談起。例如，水稻是一個C3植物，它的光合效率利用率不如C4植物玉米高，透過基因編輯的手段將C3水稻改良成C4水稻，理論上可以提高30%以上的產量。科學家也正在透過豬的基因編輯來讓豬肉生產擺脫瘟疫的折磨。

第二道殺手鐧是，全基因組選育。以前我們做育種是靠檢驗。而現在靠資料，利用DNA測序技術，先正達和和杜邦已經選育出來具有優良抗逆性狀的玉米，如果這種選育技術被推廣到全球範圍的多個物種，提高全球作物糧食產量和人民生或水平就指日可待了。

雖然目前我們無法預知這些技術中哪一項會真正地改變未來農業發展。但是就在你觀看這個影片的時候，全世界有無數科學家、農民、企業家正在孜孜不倦的發揮著他們的創造力，用盡全力發展每一項技術。當然也包括螢幕前正在觀看的你，好了這期影片就到這裡，請為了全人類有飯吃，而奮起讀書吧。