饑餓可能是人類面對的最長期挑戰。根據世界食物計畫的報告，全球每九人中就有一人沒有足夠的食物可吃，無法過著健康活躍的生活，但大數據或許也能在解決人類饑餓問題上扮演要角。
撰文=亞歷克．羅斯
要餵飽全球愈來愈多的人口，可寄望於大數據與農業的結合─精準農業。過去幾千年來，農夫耕作時多靠經驗和本能來判斷。綜觀人類歷史，過去人們把月亮陰晴圓缺的變化，當成農耕時最重的科學依據（因為古人相信，月亮會影響土壤和種子。還有個務實的原因是，需在缺乏時鐘和曆法的情況下管理時間）。二次大戰後的科技創新驅動了綠色革命，農作物產量大增，挨餓和貧窮的人減少了。綠色革命引進雜種種子、灌溉方式、殺蟲劑和肥料等新科技、新做法。從此以後，農夫依照固定時程栽種、施肥、修剪、收割，不再那麼在意天氣變化或氣候狀態，或農田裡的細微變化；農耕變成工業時代的延伸。
農業+大數據=精準農業
精準農業會收集有關天氣、水及氮素量、空氣品質和疾病的大量即時數據，並加以評估，不但能掌握每個農場或每畝農田的精確資訊，還能精準掌握到每平方吋農田的情況。農田中將出現一列列感測器，把數十種不同形式的資料傳送雲端，然後與GPS及天氣模型收集到的數據相結合。收集到的資訊經過充分評估後，演算法將產生一組明確的指令，告訴農民應該在何時何地做哪些事情。
我小時候爬進曳引機或收割機時，機具看起來簡單而牢固：只有個鋼骨架構、巨大的橡膠輪胎和一具引擎。農夫依時程在田裡耕作，眼睛只盯著眼前那小塊田地。未來的農耕機具看起來會更像飛機駕駛艙，而不是我兒時記憶中的曳引機。農夫視線所及之處會有個平板電腦，上面跑著圖形介面軟體。這部機器不是靠駕駛座上的農夫指揮移動，而是遵從遠端遙控軟體下達的指令。機器在農田耕作時，頭燈旁的感測器會把作物冠層的資訊傳給系統。機器在農田中自我導航，不斷吸收和應用從高高在上的衛星和底下的泥土取得的資訊。這是經過演算法計算的本能。這部機器能極其精準地從事農作，精確度超越類史上任何農夫最狂野的夢想。
從今天的農耕方式幾乎難以想像未來的無窮可能。曳引機最終將能感測每一吋土地的需求，施肥時灑下為那吋土地特別調配的肥料。未來的農夫不會對一大片農田施加定量的磷肥和肥，而會精準解析出每吋農田需要的肥料量。
全球最大的幾個農業巨擘（包括孟山都、杜邦和農業機械公司John Deere）的早期投資，為精準農業奠定了全球基礎。孟山都很快就對大數據的重要性抱持強烈信念，開始瘋狂灑錢，付出數十億美元收購農業數據分析公司。孟山都估算數據分析能將農作物產量提升30%，創造200億美元的經濟效益。
孟山都有個叫FieldScripts的產品剛展開田野測試，我們可以從中一窺未來可能躍為主流的趨勢。先將某個農場的詳細資料（包括農田範圍、過去產量紀錄、肥沃度測試結果等）輸入FieldScripts，同時把整片農田分成許多小區塊。接著演算法會建議應該採用什麼種子，並提供播種處方（何時在哪裡播下哪一類種子及多少種子），這些資料全都透過一種叫Field View的應用程式，呈現在農夫的iPad螢幕上。農夫再把相關資料傳到一種叫「變率播種機」的大鳥狀農耕機具，播種機有個類似曳引機的操作艙，拖著兩片厚重的鋼翼，可在30呎寬的農田範圍內散播種子。操作艙內的監視器看起來非常複雜細密，有如新型波音787客機的儀表板。在相關數據引導下，播種機會根據軟體為每個小區塊特別調配的處方，進行播種。
小農大農都將變身上班族
未來的農夫會因FieldScripts之類的創新，變得更像坐辦公室的上班族，每天花較多時間整合數據，更新軟體，而不是腳踩泥土，親手耕作。2014年，孟山都技術長佛瑞雷（Robb Fraley）表示：「可以預見，我們在五到十年內很可能成為一家資訊科技公司。」
大型農業公司洞燭機先，很快看到大數據為農耕帶來的商機。不過，這些公司能否像過去主導曳引機和肥料市場般，在新興市場上稱霸，卻令人懷疑。回顧個人電腦剛誕生時，IBM和康柏（Compaq）等大型電腦公司，由於有完善的企業客戶網絡，因此能及早投資，鞏固市場領導地位。儘管如此，後來他們的市占率仍不斷流失，在硬體領域不敵蘋果（Apple）和戴爾（Dell）等新創公司，在軟體領域則輸給像微軟（Microsoft）等專為個人電腦市場而誕生的公司。如果想在這個變化快速的領域保持領先，孟山都、杜邦和John Deere必須持續收購最具潛能的新創公司─精準農業領域的原住民。
我也認為，小農和擁有數千畝農地的大農場一樣，都能從精準農業中獲益。精準農業並非仰賴占據半個穀倉的大型企業軟體系統，這類昂貴軟體都擺在雲端，農民只需廉價裝置就可取用，例如透過智慧型手機和我在曳引機「駕駛艙」看到的平板電腦。包括感測器在內的硬體會持續降價，所以農民的實際花費將來自訂購軟體服務─也就是精準農業的實質內容。這是農業巨擘目前已在努力推廣的商業模式，未來不僅在大農場工作的高科技農夫會採用這類服務，還將普及於小型的家庭式農場。
這類科技還需要多年耕耘，才能在富裕國家中躍升主流。但未來一定會有這麼一天，而且之後不久，就會愈來愈普及於開發中國家和世界前沿地區。精準農業的發展型態將和機器人的發展相似，雖然最初需投入高昂資本，後來卻能省下龐大營運費用。隨著設備成本不斷下降，開發中國家的農民將更容易取得這類服務，創造莫大效益。我腦子裡立刻想到印度，飽受農業不夠現代化之苦的國家莫過於印度。在印度，由於成本高，水資源稀少，加上其他因素，農耕是非常艱苦的行業。據統計，過去二十年來，印度自殺的農夫高達30萬人。更嚴重的是，全球有25%的饑民住在印度，估計有一億九千萬人，饑餓是印度頭號死因。由於印度人口成長快速，要生產充足的稻米、小麥和其他糧食的產量來滿足需求，也變得愈來愈困難。
新科技有助餓民、環保
精準農業無法終結印度的饑餓問題，也無法讓只能勉強餬口的印度農民變成農業企業家。但在資源稀少的印度，精準農業能讓稀有資（不管是種子、肥料或水）發揮最大的價值。印度和中國、美國及歐洲不同的是，印度沒有全國性的農藝學家網路，為全國各地的農民提供專業知識和資源。印度的經費分配太過分散。精準農業成為主流後，就可以扮演農藝學家網路的角色，提供印度農業突飛猛進的機會，幫助僅勉強餬口的農民達到今天難以企及的生產績效，這是印度的最佳契機。印度有數億人口每天都吃不飽，精準農業代表了餵飽饑民的最大希望。精準農業將讓農業從工業時代的產業，蛻變為數位時代的產業。
精準農業也有助於大幅削減汙染。我的第二故鄉馬里蘭州就是好例子。我居住的切薩皮克灣有美麗的水域和美味的藍蟹。但近數十年來，海灣藍蟹和其他生物的數量都急遽下降，因為土壤過度施肥，導致大量的氮汙染海水。肥料中的氮會造成死區，墨西哥灣有一個死區的面積大如新澤西州。肥料不但扼殺此地的水產，也加劇氣候變遷。肥料會產生一氧化氮。一氧化氮是很糟糕的溫室氣體，和二氧化碳及甲烷一樣，會對氣候帶來不良衝擊。農田過度施肥會促使一氧化氮進入大氣層。不過，由於擔心管制肥料會減少糧食供給，讓饑餓問題惡化，目前正在談判的氣候變遷協議都沒有認真考量農業產生的一氧化氮。
精準農業提供了另一種解決方案。農民不必再全面施放定量的肥料、殺蟲劑、除草劑。透過新數據，能大幅降低農民噴灑於農田的化學藥劑，因此也減少水、空氣和食物中的有害物質。農民可以利用感測器蒐集的數據，來決定適當的水量和肥料量。透過精準農業，我們能生產更多糧食，製造更少汙染，這些全拜大數據之賜。
內容來源：《未來產業》由天下文化授權轉載）
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