你不知道的AI故事：垂直农场将粮食产量提高390倍
常言道，民以食为天
自人类有历史以来
始终在为“吃”而奔波忙碌
联合国预测
2050年世界人口将达到96亿
需要增加50%的粮食供给才能养活全人类
然而，摆在我们面前的事实是酱婶儿的
耕地急剧缩减，水污染严重
全球气候变暖
要是吃都成了问题，人类文明怎么继续向前？
粮食产量提高390倍、用水却比一般种植少95%，无需太阳光、没有土壤、不使用农药，不会引发农业污染，它就是新一代耕作模式、人类可持续发展的必由之路——垂直农场。
这绝不是危言耸听：如果不能及时改变今天的耕作模式，饥饿将会困扰未来的我们。
▓ 半个世纪以前，美国农业科学家诺曼·博洛格引入抗病高产的作物品种和先进的农业技术，成为游戏规则的改变者，促使农业产量大幅增加，帮助数百万人免于饥饿，并因此获得了诺贝尔奖。
半个世纪之后的我们，虽然生活在粮食产量稳定增长的世界，却面临着耕地总量持续减少的挑战。此外，气候模式的变化和水资源的可用性也对某些农业地区的生产力造成影响。
室内垂直农业和可持续农业的全球领导者、AeroFarms的联合创始人兼首席执行官大卫·罗森伯格曾表示：“据联合国估计，到2050年我们需要增加50％的食物，而过去40年我们已经失去了30％的可耕地。”罗森伯格说， “看看所有这些宏观问题，需要一种新的方式来养活我们的星球。”
人类持续发展必然引来农业数字化
尽管排名在数字化行业调查中接近垫底，但农业正在迅速实现数字化。比如，农民们正在使用传感器和取样技术收集土壤水分和养分水平的数据、各种各样的农业信息管理系统，使获取和操作财务数据变得更容易等等。
随着农业数据变得更加丰富和实用，为开发和部署智慧农业铺平了道路。但许多大公司、设备制造商、服务提供商还没有大力发展农业领域的数字化应用，因为农业涉及更多的基础设施，尤其对物联网和边缘计算提出了更高的要求。
但AeroFarms的故事告诉我们，智慧农业是人类持续生存和发展的必由之路。
AeroFarms联合创始人兼首席执行官大卫·罗森伯格说：“对我而言，这一旅程始于对世界上一些宏观挑战的关注，这种关注从水资源开始。我们70％的淡水用于农业，而农业又制造了70％的淡水污染。如果一个人想要解决我们的水问题，真的需要从头开始思考农业，并朝着更可持续的方向发展。”
水资源问题是罗森伯格走上AeroFarms之路的原因之一。
AeroFarms联合创始人兼首席执行官大卫·罗森伯(右)
等式的另一端，是在较少的土地上产出更多食物的迫切需要。
所以，AeroFarms开创可持续的食品生产方法——这家公司正致力于追求更高的使命：在更高层面上，在人口不断增长、农田持续消失、关于水和其他自然资源的需求不断增加的情况下，为全世界提供食物。
1、具体是如何实现的呢？
原来，AeroFarms在当地实行全年无休的农业种植，颠覆了传统的农作物生长季节。从种子到包装，对绿叶蔬菜和草药生产的所有环节进行监测，为产品追踪设定新的标准。而且，最令人瞩目的是，AeroFarms每年的生产力比商业化农场高390倍，用水量却比一般农作物种植少95％。
和很多传统的智慧农业公司不同，AeroFarms是利用科学和工程技术重新定义农业的技术公司。AeroFarms不仅收获植物，它还致力于收集数据，借此了解生物、环境和技术之间的共生关系，提高运营绩效，进而改变农业的水、耕地使用效率，更好地养活这个星球。
2、这家新泽西的公司正在创造农业的未来
被称为世界上最大的“垂直农场”的AeroFarms，位于美国新泽西州，在7000平方米的空间里，使用航空培植等专利技术种植法，让蔬菜每 16 天能收割一次，达到一年约 90万公斤的总产量——这是非常惊人的壮举。
☀ 从产能的角度看，垂直农业可能是农业的未来，因为相比于在普通田地种植作物，这种方法将节约95%的水使用。
AeroFarms基地里，植物在垂直支柱上层层叠叠的托盘中生长，这些支柱高达36英尺（1英尺≈0.3048米）。托盘里铺着拥有专利技术的布，也就是培养基，种子浸在上面发芽生长，没有土壤、不使用杀虫剂，也不会浪费营养物质。
作物根直接悬在室内吸收理想的养分，下面是浸有培养基的布。它们还可以获得理想的LED照明光谱，以满足植物12到16天生长周期的需求。精确的植物成长算法让AeroFarms可以全年为销售其产品的合作伙伴及时供货。
植物成熟后，直接在现场收取、包装，再分发到当地杂货店。农业经营与最终消费者的紧密联系大大降低了运输成本和植物腐烂率。
罗森伯格说：“我们的供应链非常短，这意味着产品几乎没有腐烂，很容易就能实现从农场到餐桌的跟踪。而且我们的供应链对环境影响很小，因为运输产品只需要消耗很少的燃料。”
▓ 联合国预测，到2050年全球人口将达到96亿，其中86%的人将居住在远离传统农场的城市里。对此，城市完全可以自己养活自己，因为这里的垂直农场一年四季都能够供应新鲜、营养的食物。
此外，对于传统农业来说，恶劣天气和自然灾害往往会造成农作物减产，进而引发食物短缺，而垂直农场的植物在室内生长，就免受这些因素影响。所以，尤其对于气候环境恶劣的地区，比如中东等地，发展垂直农场意义非凡。
3、从云到边缘，AeroFarms如何实现自我进化
我们知道，边缘计算技术领域涵盖了从数据源产生到云端这一完整路径。其受到业界关注的关键原因来自于企业数字化转型的推进，各行各业都希望部署边缘计算，为客户提供更加智能、便捷的产品和服务。
AeroFarms正是从建立边缘到核心再到边缘的模式中受益。
据了解，为了创建从边缘到核心到云的架构，AeroFarms利用了Dell EMC咨询服务中的物联网咨询服务，并参加了Dell EMC咨询服务的物联网愿景研讨会。通过这些合作，Dell EMC咨询服务物联网专家与该公司合作开发物联网架构，给出专业的技术建议，定义用例，并构建实施路线图。
那么，AeroFarms是如何做到农业的数据边缘与云端统一的呢？
原来，在AeroFarms的室内垂直农场中，利用气溶生长系统中的传感器和摄像机，收集水分、养分、光和氧气以及有关运营和生长环境的数据，并通过功能强大的双核英特尔®Atom™处理器将其发送至戴尔物联网边缘网关。然后通过其农场的网络将信息中继到戴尔Latitude坚固型平板电脑和本地的服务器群集，进行监控和分析。
作为AeroFarms最信任的合作伙伴，戴尔在垂直农场的建设和发展中起到的了哪些关键作用呢？
▓ 首先，AeroFarms正在利用戴尔边缘网关，收集种植、发芽、生长、收获和包装等每个不同阶段的数据，由此改进从种子到包装的跟踪。Edge Gateway 3001部署在室内农场的极端条件下，可以无线形式跟踪不断增长的环境数据。
随后的产品测试可以关联每个农场内不同位置的所有历史信息，并与工人信息和卫生记录相交互。总的来说，这些信息有助于AeroFarms优化其流程，改善植物的口感、质地、颜色、营养和产量。
▓ 其次，在实时质量控制环节，带有集成结构光扫描仪的特殊相机将数据发送到戴尔Edge Gateways，后者可为每个生长托盘创建3D拓扑图像。当检测到异常时，网关会向在农场中携带戴尔Latitude坚固型设备的操作员发送警报。
▓ 最后，AeroFarms正在利用Dell EMC针对机器学习的就绪解决方案，提升其机器学习的能力。部署此核心计算的目标是自动分析相关流程，帮助公司的科学家识别图像中的模式和不断增加的系统生成数据。
在系统核心，AeroFarms部署了计算、网络和存储解决方案，以实现更高的智能、支持更复杂的决策。如实时质量控制，使核心系统能够处理更多不同类型的数据，包括机器数据、持续壮大的历史数据、环境数据和质量数据。
有意义的是，AeroFarms正在瞄准下一个扩展的领域——植物监听，这是使用包括机器学习在内的统计技术对其进行问询来做到聆听植物的能力，这将给智慧农业带来更多启示。
▓ 在戴尔的科技辅助下，AeroFarms走出了完全不同的垂直农业之路。AeroFarms的成功实践为未来农业发展提供了参考，科技与农业结合，解决了实际问题的同时也使人与自然相处更加和谐，有利于人类社会可持续发展。其实，不仅仅是农业，科技的触角已经延伸到各个领域，引发全行业的深刻变革。