人工智能:糧食危機的救星還是災星?

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在山西運城市,農民利用無人植物保護系統來施肥。 圖片來源:Costfoto/Future Publishing via Getty Images

地球人口正邁向 80 億大關,人口持續膨脹,對糧食構成極大壓力,每年全球平均約 900 萬人死於飢餓或營養不良,數字比愛滋病、瘧疾、肺結核加起來還要多。科學家一直思考如何推高全球糧食供應,其中一個新方向是應用人工智能技術。劍橋大學的農業專家 Asaf Tzachor 就在學術網站 The Conversation 分析新技術的成效和風險。

隨著人口擴張,人類走向農業現代化,以解決糧食問題。1950 到 60 年代就有所謂的第三次農業革命。人類透過改進殺蟲劑和肥料,以及選擇高產作物品種,大大增加食物產量,餵飽數以億計人口。可是,現代農業科技有其副作用,有科學家發現上述技術是全球暖化的凶手,造成現時 3 分 1 的溫室氣體排放,特別是二氧化碳和甲烷。而且現有技術已經追趕不了糧食需求,食物通脹水平逼近歷史新高,全球約 20 億人要面對三餐不繼的問題。

以上情況驅使科學家探索第四代農業革命,而人工智能技術將會是主角。人工智能技術在工業和高端服務業已經很常見,透過分析大量資訊,電腦程式可以找出背後的規律,作出相應決定。在農業範疇上,人工智能可以幫助偵測出由害蟲和病毒造成的植物異常,也可以預測天氣和收成期。當然,農場和工廠一樣有很多重複和勞動性的工作,自動化的農業機器便可以幫助人類犁耕、播種、施肥、灌溉和收割,現時甚至可以透過農業機械人(agbots)作微觀監測。

不過 Tzachor 提醒,自動化農業科技也存在一定風險。上述的技術都會連接網絡,令黑客隨時有機可乘。在美國,每年因土壤流失造成的經濟損失高達 440 億美元,其中一個解決方法是利用「群集機器人」(swarm robotics)來進行精準的水土管理。可是,這類群集機器人要透過電腦網絡互聯控制,很容易受黑客入侵和破壞網絡。而農業用無人飛機、自動收割器、自動灑水系統等也面對類似問題。

而且,不單是農地科技,隨著糧食生產鏈日漸電子化和自動化,其他生產環節也容易受到網絡攻擊。在 2021 年,美國的食品生產、加工和包裝商,共匯報至少 40 宗惡意軟件和勒索軟件攻擊。最嚴重的一次當數 2021 年跨國食品加工集團 JBS 遭受勒索軟件入侵,令其位於澳洲、加拿大和美國的生產線停擺,該公司最終要繳交總值約 1,100 萬美元的比特幣予黑客綁匪,才得以解決問題。雖然過程中沒有公司和客戶資料外洩,但就令人關注糧食供應鏈的數碼安全問題。

除了網絡安全,有時候人為的設計錯誤,又或者儀器失靈,都會嚴重破壞環境,例如自動化系統可能為提高農產而過度使用農藥和肥料,污染土壤和水道。Tzachor 呼籲應用生態學家要做好把關工作,了解人工智能技術對環境的影響,再作出相應建議。另外,農業科技公司也應該與「白帽黑客」(white hackers)合作,找出系統的安全漏洞,所有自動化設備也應該充分測試才推出市面。