瑞士银行未来农业报告：粮食的未来和我们面临的挑战

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文｜35斗（ID：vcearth），编译｜李薇羽、罗建军

瑞士银行首席投资办公室（UBS Chief Investment Office，简称UBS）今年七月发布了一项研究报告，系统剖析了当下农业及食品行业的技术和产业趋势，35斗对这份名为《食物革命：粮食的未来和我们面临的挑战》的报告进行了编译。

科技重塑农业传统，设施农业、有机食品、人造肉潜力大

农业逐渐向城市和垂直方向发展 

城市农业和垂直农业属于创新的解决方案，并开始在世界范围内获得吸引力。它们可以以商业生产的形式出现在办公室或超市顶部的天空农场、公共分配区(比如由于空间不足而位于草坪边缘)、公园和花园的可食用边界、建筑物上的生活墙，以及为支持弱势社区而设立的社会食品项目。     

这些技术的核心是利用照明系统的创新，使植物能够快速生长，并提高营养特性。垂直农业在土地稀缺且价格昂贵的城市地区更能凸显其价值。在这个系统中可以种植的经济作物种类正在增加；

与此同时，设施开发的相关成本正在下降——这使得它们在世界各地的许多城市变得越来越普遍。例如，2018年6月，Crop One控股公司与阿联酋航空餐饮公司合作，创建了世界上最大的垂直农场（13万平方英尺），该农场将于2019年底在迪拜开业。

总的来说，这一技术发展是为了减少资源浪费，与传统农业相比，它带来了巨大的环境效益，具体包括:

与传统的田间种植相比，减少了95% - 99%的用水量，没有农业径流(据了解，废水是可饮用的);

所需种植面积大大减少(农场垂直堆放在工业建筑内);

零杀虫剂、除草剂或杀菌剂(没有土壤的封闭环境) 的使用，更少使用化肥(植物使用的剂量是很小的，没有过量或浪费肥料)。

反对垂直农业的人经常提到能源使用，特别是碳足迹——因为大约70%的垂直农业会伴随着大量电源的使用。但在我们看来，LED技术在持续进步，所以有望在未来几年继续降低成本。

此外，这些成本必须与人们尽可能“本地化”饮食的好处一起考虑：更少的食品运输里程(新鲜农产品运输的距离)意味着城市人口会获得更新鲜的食品，这鼓励我们消费应季食品，并减少有害包装的过度使用。

科学家进军肉制品研究

在未来10年，技术发展会允许我们制造出替代肉类、鱼类、蛋类和乳制品的食品，它们具有更低的碳足迹，而且不需要屠宰动物，因而成为一种可行的商业选择。例如，《环境科学与技术》(2011)杂志上的一篇文章表示：实验室里研发的肉类可以减少78-96%农业造成的温室气体排放量，同时减少99%的土地使用。

实验室培育的或者说“培养”肉类，可以成为真正的肉类和植物性产品之间的桥梁。位于荷兰的Mosa Meat公司利用细胞自我繁殖技术生产出一种“动物性”产品，同时避免对繁殖、饲养和屠宰大量动物的需要。科学家们从动物比如牛、猪、鸡和海洋生物等身上然后把它们放在生长介质中的生物反应器中，产生“培养肉”。

虽然目前的科学技术还不能使人造肉达到“上等牛排”的口感，但汉堡、鸡块和肉丸等加工肉类广受好评，有望在五年内在超市上架销售。其他公司如Singapore’s Shiok Meats正专注于生产以细胞为基础培养的海鲜，科学家们在实验室中复制虾的干细胞，以制造可食用的组织。科学家最终的目标是培养这些细胞直到它们长出大片的肌肉组织，只是这一设想还没有实现，好几家公司都强调了复制真正肉类的质地和形状所面临的技术挑战。

此外，价格也是当下面临的难题之一。在美国，牛肉末的价格约为每磅5美元，而实验室培育的人造牛肉价格约为每磅100美元(而Beyond Burger的价格为每磅12美元)。

但随着私人投资和需求的增加，这一差距无疑将会缩小；2017年3月，Memphis Meats公司告诉《华尔街日报》，他们已经将一磅细胞培养鸡肉的价格降到了9000美元/磅，仅仅一年之后，该公司的首席执行官就宣布价格已经降到了1000美元/磅以下(《华盛顿邮报》，2019年)。

关于这些“新型肉类”的另一场斗争，旨在防止企业将“肉类”一词用于传统饲养肉类以外的任何东西。这场斗争已经转向政治层面，一些司法管辖区已经提出或通过了相关立法。不过，肉类行业的大公司本身也在大力投资于肉类创新，将其作为外包研发的一种形式；瑞士肉类加工巨头贝尔食品集团(Bell Food Group)就是一个例子。

有机农产品成为主流

近年来，本地食品运动已成为世界各地出现的优质食品行业的一个引人注目的组成部分。它产生于对种植自己食物的人的诚信进行评估的愿望，并将这一过程视为确保更健康、更安全、更环保的可持续食物不可或缺的一部分。

在城市地区兴起小农市场本身就是一个独立的运动，但有机食品被视为这一更广泛趋势的一部分。然而，有机农业倾向于极化思维。一个阵营认为，广泛采用有机食品将使世界上一半的人挨饿，而另一个阵营则认为有机食品对健康饮食至关重要。所以关键问题在于，有机农产品是代表了一种必需品，还是仅仅是消费者的一种可取的选择。

随着我们对渗透在日常生活中的毒素和致癌物了解加深，许多消费者对有机和生物产品的信任似乎正在增强。

高价值消费者对食品安全和营养质量的担忧，以及对产品品牌和营销方式创新的担忧，正在降低这些产品的需求弹性。

另外，反对有机食品的一个主要理由是有机食品的产量较低。在有机部门的背景下，这个问题似乎不太相关，因为有机部门正越来越多地受益于与非有机农民一样的数字和精确技术。正如我们在之前提到的，另一个担忧是，只选择有机产品的消费者将错过种子科学家新一代创新的许多好处。

微藻可以改变世界

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，细胞代谢产生的多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。

藻类个体大小悬殊，其中，只有在显微镜下才能分辨其形态的微小藻类类群被人们称为微藻（microalgae），故此微藻不是一个分类学上的名称。

根据世界粮农组织(2016)的数据，每年消费的海鲜中有50%来自人工养殖。并且预计水产养殖业将持续繁荣——到2026年产量或将增长34%。在各方因素的影响下，饲料供应业便产生了巨大的压力（饲料供应主要由饲料鱼、大豆和其他谷物构成）。每年从野外捕捞的2000万吨饲料中，约90%被磨成粉或油，用于养殖供人们食用的鱼类(Tim Cashion, Frédéric Le Manach, Dirk Zeller, Daniel Pauly, 2017)。

这个现状促使研究人员试图制造一种替代品，它会提供饲料鱼中存在的营养成分，这在经济上是可行的，也不会耗尽人类直接依赖的粮食等资源。藻类可能是这种一种可行的脂肪酸替代来源。工业研究表明，藻类的生长速度比陆生植物快10倍，而生产等量生物量所需的土地少于十分之一。

只是要想取代每年2200万吨的野生水产养殖鱼类，就需要大量生产微藻。生产成本也应下调，因为农民会选择充足和更便宜的粮食。根据Leslie Nemo在《科学美国人》(science American, 2019)上发表的一篇文章，提高产量的其他内在障碍是确定脂肪酸(如omega-3)的正确比例，以及模拟鱼油中发现的自然平衡。

研究人员必须找到完美的藻类或酵母菌菌株，并喂给它们合适的发酵剂，这样相关微生物就能按比例生产出所有东西，或者它们必须结合各种来源的脂肪酸，这些要求都使得协调生产更加困难。此外，替代饲料精炼厂再生产过程中的温室气体排放量也是个问题。

我们认为，克服这些障碍对于满足人类的需要将是至关重要的，且不会增加过度捕捞和气候变化对海洋生态系统的压力。

天上无人机，地上机器人，智慧农业系统成型

在农场里拥抱创新

我们似乎正处在一个重大变革的风口上，不仅是在生产力方面，而且在如何、在何处、何时种植粮食等基本问题上都面临着挑战。初创企业各大公司拥有一系列技术创新，通过将数字解决方案集成到农业系统中，提高了营养物质和其他投入的精确应用度，即 “农业4.0”。

这样做的同时，尽量减少对土壤的破坏，提高无人机技术在陆地和空中的使用，加强动植物遗传、营养和健康，以提高生产力。

过去十年对这些技术投资的增加最能说明这种机会的重要性。2008年，农业科技的投资总额估计为1亿美元。毕马威会计师事务所(KPMG, 2019)的数据显示，到2018年，这一数字升至42亿美元。数据驱动的农业已经在帮助农民和食品生产商找到用更少的钱实现更大增长的创新方式。

随着城市化降低了农村劳动力，新技术将对减轻剩余农民的工作量至关重要。操作将远程化，流程将自动化，风险将由机器识别，问题将通过向中央指挥中心键入命令来解决。在未来，农民的技能将越来越多地是技术和生物能力的结合，而不是纯粹的农业知识。

好消息是农民们已经习惯了技术。然而，阿德里安·珀西(2018)认为，脱节的现象仍然存在。他认为，除非我们找到一个让农民参与农业科技的价值主张，否则他们(理所当然地)仍将对新产品持怀疑态度。科技的责任在于证明数字技术的进步不仅仅是环保的小把戏。人们需要使用更少的人力生产更多、更高质量的食品。将这些产品推向市场的企业家需要积极地从他们想要帮助的用户那里收集反馈。

连通性差和缺乏综合的实际解决方案是数字化滞后的另一个原因。此外，机器人机器的成本仍然高得让人望而却步，而像无人机和物联网领域这样的尖端解决方案成本高昂，而且学习难度大。

尽管农业科技还未尽善尽美，但是情况在不停地变化，我们将在下文中继续讨论。

地面机器人

拖拉机制导和自动驾驶技术已经成熟，但是无人驾驶的自动拖拉机要想成为普遍使用的拖拉机还需要很长的时间。监管、高传感器成本和信任缺乏才是主要限制因素，而不是技术本身。

然而，智能工具的崛起正在加快步伐。事实上，先进的视觉技术是源于机器学习(即深度学习)。

在这里，机器学会区分作物和杂草，因为工具是沿着田地拉，使他们能够采取特定地点的除草或喷洒行动。我们预计这种工具将越来越普遍。现在他们还处于婴儿期，软件还在开发中。博世(Bosch)与拜耳(Bayer)联合开发智能喷雾器的合资企业正接近大规模商业化。

在广域农业之外，农业机器人的应用受到了限制;尤其在园艺领域，智能技术在很大程度上仅限于灌溉。但一些新鲜草莓收割机已经试运行，一些正在过渡到商业模式。不过，这项任务在技术上仍然具有挑战性：视觉系统需要探测复杂树冠内的水果，而机器人手臂必须快速、廉价、轻柔地采摘水果。

新型的末端执行器，包括那些“软机器人”，可以被动地适应水果的形状，改进了由人工智能学习过程支持的抓取算法。低成本、高质量的机械手臂正在并工作投入，更好的视觉系统都在帮助推动这项技术走向商业化。

在乳制品行业，全球已经安装了数千台自动挤奶机。例如，荷兰有3959个自动挤奶系统，总共有17667个挤奶装置(Dairy Global, 2018)，这意味着大约22%的荷兰农民拥有机器人。随着机器人能力的肯定，该行业将继续扩张。

空中无人机

无人机现在在种植周期的每个阶段都有使用。他们制作精确的三维地图用于早期土壤分析，帮助规划种子种植，并收集数据来帮助管理灌溉和氮水平。

农业正逐渐成为无人机的主要潜在市场之一，因为该行业正逐渐摆脱近年来已商品化的消费机型。新成立的公司创造了无人机种植系统，降低了总体种植成本。这些系统将带种子和营养物质的豆荚射入土壤，提供作物生长所需的一切。此外，在作物保护化学品的应用中，无人机可以扫描地面潜在的问题(如害虫、真菌爆发等)。并且，无人机的空中喷洒速度是传统机械的5倍。

农作物监测低效是提高产量的巨大障碍。使用无人机，时间序列动画可以显示作物的生长情况，如果显示生产效率低下，人们便可以更改种植管理方式。通过使用可见光和近红外光扫描作物，无人机携带的设备可以帮助跟踪植物的变化，分析它们的健康状况，并提醒农民注意疾病。

大数据与互联互通

在我们的长期投资主题“能使用的技术”中，我们将云技术和大数据确定为五大使能用技术中的两项，这两项技术将增强许多行业的技术颠覆能力，甚至可能取代现有的行业领导者。

在我们看来，云技术的兴起是一种民主化。它使较小的企业能够使用大企业级别的应用程序，而大数据可以帮助从过于复杂而无法用传统方法和工具操作的大型未开发数据池中提取重要的价值。

在食品生产中，物联网和传感器等联网设备使得通过云计算和大数据技术收集大量数据进行分析成为可能。其结果是对农业因素的深入了解，如湿度、当地降雨率和温度变化，可用于优化许多过程。

例如，在南美洲，粮农组织利用物联网设备、云存储和大数据技术开展了一个节水项目。在分析了数据后，该机构提出了切实可行的建议，帮助农民做出更好的决定。同样，嘉吉(Cargill)也入股了爱尔兰初创企业Cainthus。Cainthus利用面部识别软件识别奶牛个体，并跟踪牛群的健康状况，旨在提高奶牛养殖场的生产率。

物联网一直受到接入不足的限制，尤其是在农村地区。许多国家在边远地区的通信网络投资，以及5G技术和其他低功率网络解决方案的转型潜力，正使该部门的数字化对许多偏远农村生产者更具可行性。随着人们认识到高速宽带的经济效益和社会潜力，农村互联互通日益增强。随着农业不仅进入代际传承时期，而且数字增强型农业的经济和环境效益变得更加明显，对变革的阻力正在下降。随着需求的增长，解决方案的短缺逐渐减少。

卫星系统

毕马威会计师事务所(KPMG, 2019)称，随着成本下降和定期从小型、成本相对较低的轨道卫星系统收集大面积陆地图像的能力增强，利用卫星的精准农业变得越来越可操作。该技术利用生物算法和其他工具对这些图像进行分析，以观察、测量、理解和响应作物田间和田间的变化。

世界经济论坛表示，精准农业技术的应用正在迅速增长。通过使某种投入(如水、肥料或其他农业化学制品)能够精确、定量地应用于某块土地，农民可以既降低成本又提高产量。不同来源的数据，如高分辨率卫星图像、气象记录、土壤养分传感器、水流计和生产报告等，可以通过算法进行集成和分析，从而提出具体的建议，不仅提高农作物产量，而且尽可能保护环境。

将不同的技术集结起来会获得最大好处。当大数据、物联网和卫星与传感器一起工作，应用于生产系统——无论是田园、园艺还是任何其他形式的生物生产——在最大化土地生产潜力的同时，最小化对环境的负面影响。要想实现这一目标，需要招募有技能的人才，梳理数据，得出能够改善结果的见解，并构建能够增强用户感知的算法。

节水技术至关重要

根据联合国的数据，23亿人无法获得足够的卫生设施。超过6.5亿人无法获得安全饮用水。全球的粮食生产系统占据着全球最大的用水系统，它消耗了地球上70%的淡水。

水资源短缺不仅影响社会和经济稳定，而且破坏自然环境和生态系统的可持续性。联合国的研究表明，43个国家已经面临严重的水资源短缺，预计到2030年，全球一半人口可能生活在水资源高度紧张的地区。

城市化会带来工业化的提升和水资源消耗量的提升，这将对农业、淡水和沿海水产养殖资源造成更大的压力。国际自然保护联盟估计，到2050年，对水、能源和食物的需求将分别增长55%、80%和60%。因此，人们越来越关注食品工业用水的方式及其留下的生产足迹。设计系统、部署数字和分析技术，使生产者了解其水资源的可用性并精确地利用这些技术是至关重要的。

第四次工业革命的能力可以在减少水密集型工业的需求方面发挥重要作用。例如，在农业领域，微软(Microsoft)等公司正在展示精准灌溉技术如何能够利用智能传感器在作物田和卫星图像中实现。卫星可以收集有关土壤状况的信息，无人机拍摄农田图像，人工智能将数据转成作物区域的热点图。

分布式账本技术提供了进一步影响交易员和最终用户行为的机会，通过以公开和透明的方式在用户之间实现水分配的点对点交易。

基因工程蔬菜、植物汉堡、3D打印食品将成为餐桌主角

随着世界人口规模和财富的增长以及城市化进程，食品行业将需要不断地进行自我创新。它必须处理气候变化、自然资源限制、日益增长的健康问题以及最新的时尚和生活方式趋势的现实影响。我们现在吃的东西和吃的方式与上一代人不同，而10年后又将出现新的变化。技术创新塑造了从配料、口味到功能的新的食品需求。

今天的食品生产商和加工商将需要帮助他们保持相关性的策略。虽然下面的技术和讨论在本质上是普遍的，但在我们看来，这些都是我们在未来十年如何吃和吃什么的前沿领域的主要内容。

然而，需要注意的是，这种转变并非总是理所当然的。据《福布斯》报道，一项新的研究向那些想要出售人造肉的公司提出了警告。如果生产商和支持者不能改变公众的看法，这种新型蛋白质可能会像转基因生物一样遭受同样的命运。

当时，关于转基因生物的新闻报道倾向于强调科学或经济方面，而不是其他方面，比如对农民的产量效益、减少杀虫剂的使用，或者新近的，omega-3脂肪酸的好处得到了增强等。与植物育种家一样，植物性和新型食品的生产商也将面临质疑，因为倡导将人造蛋白质产品定性为非自然、人工或合成的呼声越来越高。

最近的全球调查告诉我们，尽管大多数消费者支持有助于对抗全球饥饿的创新，但他们也担心，今天的科学可能正在伤害人类和地球。创新者需要聚焦消费者的关注点，并对他们的需求做出反应。这并不意味着我们要禁止他们的想法，而是要提高对话的质量，并即刻参与进来。

生物技术：基因编辑食品是下一个巨大的飞跃

生物技术，包括转基因生物(GMOs)利用和CRISPR基因编辑，是食品生产和安全方面的一项重大进展。特别是CRISPR技术，可以在养活当前和不断增长的世界人口方面大有助益。

我们已经在努力养活目前的70亿人口，而气候变化在未来几十年只会带来新的挑战。最终，我们需要提高农业生产力，同时防止生物多样性的丧失。因此，科学将被要求帮助克服障碍，满足全球粮食需求。

CRISPR工程作物将具有对干旱、害虫和疾病的内生抗性，这意味着更少的化学干预，形成更好的环境影响。此外，设计的产品可以有更大的功能效益，如较高的维生素和矿物质含量，这将有利于人类健康。

研发成本也应下降。荷兰合作银行（Rabobank，2019）的数据显示，每个新品种的平均总成本约为1.36亿美元，根据育种方法的不同，可能需要8到10年的时间来开发。然而，使用新的标记辅助育种技术，如CRISPR，可以将研发支出和时间减少到3-5年。

尽管如此，许多消费者，尤其是在欧盟，对之前源自生物技术的农业应用反应消极（show et al,2017），即把转基因生物和基因编辑放在同一个桶里。正如show和Percy所指出的，如果没有消费者接受程度上的提高（很可能通过改进教育方法和公众参与来实现），CRISPR农业应用可能会面临与传统转基因作物相同的法规和挑战，阻碍CRISPR对可持续农业的贡献。

Percy（2017）指出，未来的生产者，为了种植和保护我们的食物，将需要这些新的和多样化的集成技术，与自然环境协同工作，并结合实时诊断信息——这包括CRISPR技术。我们需要打破一个挥之不去的刻板印象，即科技是天然、丰富、营养和廉价食品的敌人。生物技术的倡导者认为，消费者没有意识到，转基因作物在生产力和生物多样性方面的表现超过非转基因作物已有20多年，而生物多样性是可持续发展的两个关键指标。

植物蛋白正在扰动肉类市场

人们怀疑植物性肉类替代品能否提供真正的同类体验，并让许多消费者不敢大量转向这些产品。尽管如此，它们的受欢迎程度正在上升。这些产品面临的一个关键挑战是复制肉类的脂肪平衡，尽管新的替代蛋白质在味道上比它们的前辈有了巨大的改善，而且正在形成。

产品感知将是替代蛋白质的关键挑战。以植物为基础的汉堡最近已经成为许多国家后院烧烤的固定食物。初创企业和成熟的肉类加工企业正在生产这种产品，目标客户包括素食者和纯素食者，他们增加了素食者和纯素食者的选择，同时吸引食肉者在不影响口味的情况下消费一种环保产品。

今年，在纳斯达克上市不到两个月的时间里，以植物为基础的独角兽Beyond Meat股价飙升逾5倍。这家总部位于加州的初创公司是第二波食品生产商之一，它们正在开发创新工艺，只使用植物成分，更紧密地复制真正的肉类结构和味道。

这条从默默无闻到成为主流的10年之路，在一定程度上可以追溯到乳制品行业。在那里，以大豆、杏仁和椰子为原料的牛奶和真正的牛奶一起占据着一席之地。英敏特(Mintel)的数据显示，在截至2017年的5年里，“相同货架策略”帮助美国非乳制品市场增长了60%，达到21亿美元。现在，它从传统乳制品生产商那里获得了12.6%的市场份额。

Beyond Meat也采用了同样的策略。该公司要求将汉堡和香肠的替代品放在超市的肉类食品过道里，而不是把它们放在专门的素食货架或冷冻室里。Impossible Foods是另一家以植物为基础的肉类生产商，多年来一直致力于自然复制汉堡肉饼的味道、质地和外观。

同样，替代乳制品市场也在快速增长，部分原因在于人们熟悉的营销手段——健康、人性化和可持续性。另一个策略是通过高端合作伙伴推出产品。瑞典燕麦牛奶制造商“欧特利”(Oatly)将其在美国的产能限制转化为实力，将早期分销渠道引向纽约的高端浓缩咖啡吧。稀缺特质和咖啡师光环效应帮助建立了被压抑的消费需求，并设定了一个与普通乳制品价格一致或更高的价格点。另一家名为Perfect Day的公司正在应用基因测序和3D打印技术来生产没有奶牛的牛奶。

这种策略在Impossible Foods达成的早期分销协议中得到了呼应。它的汉堡由发酵酵母菌制成，呈血红色，首次在纽约的高档餐厅限量推出。

据该公司称，自那以来，它已在美国扩张至5000多家门店，其中包括通过快餐巨头汉堡王(Burger King)在全国范围内的分销渠道进入大众市场。Beyond和Impossible都已进军香港和新加坡，在引领潮流的亚洲世界城市开发高端餐厅。但两家公司在最近一轮融资中都将产能限制列为关键支出领域。

毫无意外，植物性产品面临着来自肉类和乳制品行业的阻力和监管游说。加拿大、美国几个州和欧盟正在通过或希望通过一项立法，阻止这些替代品被称为“汉堡包”或“碎牛肉”。然而，农业部门的其他成员更支持植物性蛋白质。例如，全球最大的脉冲配料（豌豆、鹰嘴豆、绿豆、扁豆等）生产商加拿大AGT食品与配料公司(AGT Food and materials)预计，该公司生产的面粉和谷物浓缩物的需求将飙升。

3D打印食品呼之欲出

虽然下一代配料、机器人设备、新颖的烹饪方法和其他技术有望重塑我们的烹饪风格，但3D食品打印已经进入了实验厨房。从美国国家航空航天局(nasa)剥离出来的BeeHex公司的3D打印机可以为游乐园、体育赛事场馆、大型餐厅甚至政府/军方食堂打印披萨。通过将披萨原料制成粉末并进行脱水，他们的打印机甚至可以在太空中制作披萨。

但3D食品打印的真正价值在于私人定制。随着人们饮食限制的增加，食物个性化的趋势已经得到了关注。3D食品家庭打印将使人们能够对他们所选择的食物和其中包含的成分施加更多的控制，但挑战在于创造出尝起来、感觉起来和看起来都契合消费者期望的食物。

结果已经越来越好了，在未来的应用中，3D打印机甚至可以根据你的营养需求或偏好，支持基于新颖食物和配料的特殊饮食—从贫血者饮食到素食主义再到无谷蛋白饮食。

个性化营养数字化

随着消费者越来越复杂地意识到饮食如何影响他们的健康，他们将寻求满足他们的需求和生活方式的产品和服务。营养建议正迅速从一个静态的大众市场演变为实时的个性化解决方案。事实上，随着饮食越来越成为预防和管理慢性病的目标，药物和营养之间的界限正在变得模糊。研究将肠道健康和微生物群与整体健康联系起来，并将其转化为商业机会并取得快速增长。

根据CSIRO（2019）的研究，全球个性化医疗的价值预计将大幅膨胀：从2018年到2022年，健康和福利市场预计将同比增长5%。市场机会很大，而且已经有大公司联合起来，即雀巢和三星正在合作开发一个数字健康平台。毕马威等公司认为，这些合作关系正在增加，尤其是与亚马逊、阿里巴巴和京东等主要互联网平台的合作。

营养科技公司Habit与Amazon Fresh、Fitbit合作，提供基于数据的个性化营养，这类初创企业的前景源于先进的预测分析、负担得起的诊断工具，以及可穿戴技术和物联网的快速更新。它利用血液检测结果和血压等实时数据，提供每日的食物指南、每个食物组的排名以及个性化的食谱和菜单。

数字化创新推动供应链更加高效，物联网和新零售是主要力量

工作人员在仓库盘点食品

大多数消费者并不知道他们吃的食物是如何送到餐桌上的。许多涉及供应链内食品污染的丑闻和事件已经粉碎了消费者对它们的信心，并造成了大量的财政、政治和卫生成本。世界卫生组织估计，每年近十分之一的人因食用受污染的食品而患病。

许多国家的政府已经通过法律强制企业实施可追溯系统，以识别薄弱环节，并使危险产品能够有效地从市场上撤出。但重建消费者信任需要时间，而气候变化加大了挑战。更温暖、更潮湿的环境加速了真菌的生长和传播。这对粮食系统构成了生存威胁。苹果和咖啡豆等容易携带真菌霉菌产生的霉菌毒素的食物尤其危险。

因此，追溯系统的稳固性和可靠性在很大程度上取决于识别和认证技术的准确性和效率。它们使顾客在购买时能够考虑到产品质量以及安全性和环境标准。开发产品标识和本地化技术促进了追溯系统的发展。像分布式账本技术（区块链）和物联网这样的创新，应该通过增加数据量和可用性，提高企业追踪食品、打击欺诈和降低健康风险的能力。

不仅如此，它们还应该帮助政府和其它组织实现无贫困、零饥饿、更高水平健康和福祉的可持续发展目标。像发展可持续城市和改善地下水这样的愿景，需要重新设计全球供应链，从今天的“随取随弃”经济向循环经济全面转型。

全世界被浪费食物的预估数量是众所周知：大约三分之一的产品在供应链中由于变质而被丢弃，永远无法到达预期消费者手中。同样，世界经济论坛预测，如果我们继续以目前的速度生产塑料（并未能妥善处理塑料），到本世纪中叶，海洋中人工合成塑料的数量将超过海洋中的鱼类数量。

物联网（loT）对食品供应链的三种影响方式

物联网正在改变世界对食物的看法。除了作为数据处理和以生产商为基础的硬件（如无人机、自动驾驶拖拉机和农作物监测器）之间的接口，它还通过下游创新做出了同样的贡献。

智能恒温器降低了运输和配送过程中冷链发生故障的风险，用于仓库管理和智能家电的库存传感器几乎可以跟踪监控环境中的每一种食品。带有这些传感器的智能电器将使家庭能够有效地运行，并使家庭成员保持充足的能量供应。智能家用电器甚至会在用户家中发现受污染的产品时提醒他们。同时，它们生成的数据还可以用来更好地预测顾客或预订者，因此零售商和制造商可以预测消费者在杂货店或网上的需求。

生物标签  

DNA条形码就是一个很好的例子。虽然有许多不同的物理技术来“连接”产品，包括条形码、二维码和NFC标签，但DNA技术可以从DNA链编码和解码数字信息。创建和应用独特的、可食用的、无味的DNA条形码直接用于食品，将是一项创新的下一代分析技术。它可以使消费者在保护公司品牌、减少食品欺诈和降低召回成本的同时，对产品的原产地获得充分的透明度。

区块链将带来食品革命

在农业领域，区块链可以通过智能契约等应用，帮助解决保险、可跟踪性和支付等领域效率低下的问题。建立在区块链基础上的农业保险，结合关键天气事件和与智能合同相关的赔付，可以非常有效且显著缩短产品上市时间（普通的保险产品往往需要长时间的数据搜集和风险模型迭代）。

安全是食品行业的另一个主要问题，通过区块链分类账跟踪产品的能力代表着另一个长期机遇。IBM的超级账本项目，能够跟踪中国的猪肉和其他农产品，并且已经取得了成功试点。区块链分类账上交易的不可变性也为其在相关高价值行业的应用打开了大门，比如葡萄酒贸易，以及与农业相关的土地注册。

阿里巴巴和京东这两大商业巨头，证明了区块链支持的供应链可追溯性可以提高消费者对食品真实性的信心。总部位于北京的京东开始追踪从内蒙古科尔沁公司到北京、上海和广州客户的牛肉。

世界各地的小农面临着传统金融的缺口，因此难以获得资金。缺乏适当的信用记录、土地所有权文件不足以及其它问题阻碍了他们获得银行贷款。因此，在需求十分紧急时，他们常常被迫以高得多的利率从放贷人那里借钱。精通技术的农业企业家现在可以使用区块链创建投资信誉系统，为他们的农业企业筹集资金。

生物塑料在对抗污染方面至关重要

随着创造可持续环保产品的需求增加，消费品的包装（和处理）方式也必须重新设计。生物可降解塑料可以降低垃圾填埋场的垃圾量，减少温室气体排放，并减少海洋中的塑料碎片，这些塑料碎片会导致许多问题，误食的鱼类和海洋哺乳动物可能因此死亡；同时还会释放有毒化合物。智能包装还可以延长新鲜食品的货架期，减少浪费。

最近，科学家在用（纤维素或木质素植物中的干物质）生产塑料方面取得了突破，这是一项很有前途的创新。这些材料可以来自非食用植物，例如生长在不适合种植食用作物的边缘土地上的巨树，或者来自没有其它功能的废木材和农业副产品。以藻类和蘑菇为基础的替代品也受到了宜家等公司的欢迎。

与所有的新技术一样，在这种新型塑料商业化之前，必须克服许多问题，例如成本这个很大的障碍。另一个是尽量减少生产木质素所需的土地和水（即使木质素来自废物，也需要水将其转化为塑料）。解决这些问题需要采取一系列措施，从监管到社会自愿改变使用和处置塑料的方式等。而生产可生物降解塑料的新方法提供了一个完美的例子，它说明了更环保的溶剂和更有效的生物催化剂如何有助于循环经济在食品这个主要行业中的发展。

重塑食品零售的数字渠道

近年来出现了全新的商业模式。它们表明，消费者，特别是年轻一代的消费者，更重视对产品和服务的即时访问。这种随需应变的原则将继续极大地重塑食品零售行业。一次购买一周的食品杂货已经成为过去，未来的消费者将需要新鲜的农产品，并希望此刻就能以他们消费的方式交付。

通过黄页和电话，食品快递行业已经存在了几十年。手机应用程序的出现已经把这个行业变成了一个很大程度上的在线市场。由于Uber和Grab等叫车平台的成功，以及物流平台的出现，在线送餐改变了人们吃东西的方式。消费者现在有了比以往任何时候都多的食物选择，一切都在他们的指尖。

千禧一代和年轻消费者显然在推动这一趋势。他们每周在网上订购的食物是40岁以上人的两到四倍。单身家庭的转变也助长了这一趋势，中国有近8000万单身家庭，在那里，食物配送已成潮流。考虑到集中厨房和自动化程度提高的好处，通过外卖应用点餐可能很快会比在家做饭更便宜，这可能会进一步加速该行业的增长。

从长远来看，自主机器人和无人机等创新物流解决方案的出现，可能会进一步扩大该行业最后一公里的覆盖范围。无论是在收入还是资金方面，在线食品配送都是当今食品创新主题中最大的一部分。我们预计，由于数字服务的不断消费化和更大的订单规模，这一细分市场将继续增长。（注：原标题：《The food revolution——The future of food and the challenges we face》，图片来源于报告）

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