物联网掀起食物革命

“连网番茄”会更香甜多汁吗？

亚马逊(Amazon)在上个月宣布收购美国生鲜超市业者Whole Foods，美国知名主厨暨餐饮业者Alice Waters认为，这对Amazon执行长Jeff Bezos来说是一个掀起食物革命的大好时；她在收购案宣布后马上在Tweeter发公开信给Bezos，信中写道：“…你有了一个空前的机会能在一夜之间改变我们的食物体系：是时候要求食物的产生来自于那些爱护土地的农人…”

能实现Waters对于“吃在地、当季食物”(locavore)之梦想的科技已经存在，但尚未有任何一家大型零售业者抓住这种商机；不过从2015年起，ADI (Analog Devices Inc.)以较小的规模开始尝试利用物联网(IoT)技术来改善食品产业，该公司为了在美国波士顿(Boston)找到新鲜、在地种植且能永续发展的好吃番茄，展开了一项名为“连网番茄”(Internet of Tomatoes)的试验专案，邀请当地农友、数据科学家以及大专院校一同参与。

ADI还招募了包括模组化感测装置开发商Consumer Physics，以及为包括农业在内不同产业设计客制化区块链(blockchain)的新创公司ripe.io等技术合作伙伴。而“连网番茄”的概念，是打造一个从感测器到云端的平台，能为农人将撷取到的数据转化成有用的智慧科技，同时以区块链提供透明、分散式的数据库，让生态系统的所有成员都能分享。

透过能以通用工具来追踪番茄从种子到成为餐桌上佳肴过程的通用平台，在地农民、包装业者、物流业者、货运公司、零售业者、量贩超市、餐厅以及消费者，现在能确保上餐桌的番切不但吃起来像番茄，其品质、血统以及来源是经过可信任的数据验证。ADI工业感测技术业务总经理Mike Murray在接受EE Times访问时表示：“我们正把这样的技术推广至家庭农场，如此他们就能有更好的收成。”

“这些日子以来，越来越多消费者不信任他们吃的食物；”ripe.io执行长Raja Ramachandran表示，很少人知道食物实际上是如何产出、在哪里种植以及尝起来可能有多美味，而他认为科技能让食物供应链重新被信任，并重新定义消费者与食物之间的关系。

举例来说，人们可能常会提到新鲜、在地以及永续性的食物；但ripe.io总裁Philip Harris问道：“这是什么意思？所谓的在地要多在地？你的食物是来自于200英哩以外的农场，还是你刚刚购买食物的商店？”他指出，食物供应链是一个非常分散的生态系统，借由数据的撷取以及让其中的成员能分享，能让买主以及消费者的疑问得到解答，并有助于验证数据。

对ADI来说，“连网番茄”代表该公司致力将晶片业务推广到食物供应链，提供从子系统到云端的各种解决方案，并有机会从协助农友提高收益的软体演算法获利。但为何要选择番茄？并非农家出身的该公司行销策略经理Erick Olsen表示：“我们会选择番茄是因为一直很疑惑──为何波士顿附近出的番茄吃起来都像粉笔一样？”

番茄是一种全世界都吃的食物，Olsen表示：“每个人都对蕃茄很有意见，是像我们这种外行人都能清楚辨别出好坏的食物；”但番茄的品质就是个谜，只有被吃到嘴里才会知道。除了知道番茄该浇多少水、施多少肥之外，农友们还需要预测收成的最佳时间，如此才能及时摘采并在正确时机将收成的番茄送到消费者手中。

而因为番茄是一种容易损伤的蔬果，对供应链来说也是一大挑战；它们需要包装业者与物流业者额外小心地照顾，货运业者需要知道番茄最适合的保存温度，以及需要在多长时间内被送到市场上才能呈现无损伤的最佳状态；餐厅业者以及零售业者除了在意番茄的原产地，也会在乎它们的运送过程。

Olsen表示：“我们的目标是监控从种植到送上餐桌的过程，在提供最美味番茄的同时也减少食物浪费；”而综合各种因素，他们的结论是，番茄是一种能利用物联网以及区块链技术而获益的理想作物。

“连网番茄”的成长之路

说到物联网，很多科技业者都同意工业物联网是真正能获利的应用；但尽管能拿出一堆物联网相关产品──从感测器、微控制器、连结技术到其他零组件──很少有厂商真的能举出将物联网技术应用于现实世界的案例。如ADI的Murray所言，要把物联网推向工业应用市场，需要有远见以及大量的耐心，因为了解现实世界的问题所在很花时间。

而ADI对于自家布局工业物联网市场的策略特别自豪：“有多少晶片业者能自己拥有而且经营一座农场？”Murray表示：“我们就做到了；”他表示，该公司以自己的感测器在自家晶圆厂布建物联网，从中发现实际问题所在，并为了解决特定问题而发现需要更大频宽的感测器。

在“连网番茄”的专案中，ADI也采取了这种实际动手的方法，寻找有意愿合作的农场伙伴，于田垄间布署感测器来量测温度、光线以及湿度，找出能改善番茄产量与品质的线索；该公司花了两年时间撷取数据并与农业专家、数据科学家合作，建立了番茄数据库，目标是发展出能协助农友辨别让番茄美味之元素的化学数据范例。

而在第二年，ADI的数据范例就能与五种不同品种的风味最佳番茄中的四种匹配，那五种番茄是由主厨们在波士顿番茄大赛(Boston Tomato Contest)所选出；ADI的优势在于能量测空气、温度、湿度与光线的环境感测器以及运动感测器，来自以色列的合作伙伴Consumer Physics则开发了一种名为SCiO的工具，能在不破坏番茄的前提下检查番茄的品质。

ADI合作伙伴Consumer Physics开发的SCiO装置，是一种近红外线(NIR)光谱仪；该装置根据每种分子独特的振动模式为原则提供材料分析。该种分子振动会与光进行互动，产生独特的光学特征，而SCiO利用光学感测器以及讯号调节电子元件撷取该特征，这能让农友轻松地在不破坏番茄的前提下扫描番茄并收集数据，并将数据传送到ADI的闸道器、再推上云端。

扫描到的数据帮助ADI建立了模型，预测番茄的生长与收成时间，同时也了解培育番茄必备的水分与湿度；更重要的是，如行销策略经理Erick Olsen所言，一旦供应链中所有的参与者──从农家、包装业者、货运业者、仓储管理者与零售业者──同意以通用的工具(例如SCiO装置)共享一个平台，就能取得更强大的结果。

Olsen解释，如此一来，未来人人都能针对番茄的营养度、成熟度与味道进行一般比较；还会有更多的数据被收集，让整个供应链能在番茄被放上消费者餐桌之前，了解其最佳储存状态与保存期限。而为了要让供应链的每个人都诚实，需要一种以区块链(blockchain)技术实现的透明化分散式帐目系统，这也就是ripe.io能发挥所长之处。

顾问机构Experience Co-Creation Partnership的创办人暨总裁Francis Gouillart是为ADI与区块链技术拉线的中间人，他目前也是ripe.io的“食物长”(Chief Food Officer)。ripe.io总裁Philip Harris表示，Gouillart是一位真正的企业家，扮演了将农业、科学、技术、区块链与物联网连结在一起的桥梁角色。

很多零售业与科技领域的观察家认为，只要有亚马逊(Amazon)参一脚，无论是任何领域的事情进展速度就能快两倍；既然现在已经是大型连锁生鲜超市Whole Foods老板，Amazon会点燃食物销售平台战火吗？例如ADI领先开发的番茄通用平台──让农人、通路业者与消费者目前能以较小的规模团结在一起──很可能就被像是Amazon这样的“大猩猩”轻易消灭。

对此ADI的Olsen表示有可能，但很快补充：“这都得看你尝试解决的是什么问题；”他强调，ADI的目标是帮助中小型业务规模的农友最佳化生产，以提高农作物品质(不一定要大量)，这与大型农场企业的做法非常不同，后者是为供应大型连锁零售业大量生产。但如果ADI决定进军大型食物供应链呢？Olsen表示：“最终我们需要在感测器的品质上竞争。”

在另一方面，新创公司ripe.io也了解终须与大型巨量数据业者如IBM一战；IBM在去年秋天与北京清华大学以及量贩业者Walmart合作，将利用区块链对中国的猪肉生产运销进行数位化追踪。ripe.io执行长Raja Ramachandran解释，IBM采用一种名为Hyperledger的专属区块链，储存在IBM开发的私有数据库，其设计是为了提供零售业一种不可抹除的交易清单纪录，指示肉品是如何在商业网路上流通，从生产者、处理者、通路业者、零售商到消费者。

Ramachandran表示：“Walmart/IBM的合作一开始只单独锁定追踪生鲜肉品，我们的解决方案远远不只如此；”他表示，ripe.io能提供的方案更完整，能利用区块链覆盖、追踪、监视并判断食物的品质、最佳化成熟度、味道参数，以及其他与各种食物/食品供应量相关的不同方面：“我们是基于未来考量来开发产品。”

当然，如果大企业参与并为供应链中的所有人指定技术，也会有危险；在这种情况下，Walmart会采用自己的区块链，其他同业Costco、Whole Food也可能会采用完全不同的方案，这会让农人、生产者、物流业者与零售商之间的关系变得更加复杂。

对此Ramachandran表示，不能真的用单一平台或是单一区块链扼杀供应链，参与者需要的是灵活性、大量的选择以及协作。ripe.io因此开发了一种标准语法，能翻译不同零售业者采用的标签，这种语义层(semantic layer)会嵌入在不同区块链中，使不同平台的沟通更容易。

人为因素是区块链最大风险

生态系统(ecosystem)是在科技与商业领域似乎有被过度使用嫌疑的一个词，但对于工业物联网来说却是非常精确，对供应链中所有参与者来说正需要建立这样的系统，分享数据并同意有那些是不能公诸于众的内容，共同开发通讯协议与协作。

美国纽约大学(New York University)供应链工程兼职教授William T. Walker表示，区块链能带来承诺，但问题是了解该技术的人还不够多。Ramachandran则表示，区块链背后的哲学其实很简单，就是对重要的事实、交易以及活动创建独立的信任(trust)，但困难在于如何实现；因为在生态系统的参与者之间会有不同等级的信任，可能使系统发生混乱的并不是技术本身，而可能是人为因素。

ADI的连网番茄专案也是类似的情况，如果无法得到农友的支持、愿意尝试新的东西，该专案也无法进行。而Olsen强调，参与ADI专案的农友们采用该公司的感测器、闸道器、云端平台以及数据库，他们仍是自家农田数据的拥有者，只是同意ADI保存并将之转化为有意义的、能与其他人分享的资讯。

Olsen并指出，根据美国农业数据，有88%的美国农场是家庭拥有，而虽然大型农场已经配备大量科技设备，但仍有很多中小型农场并没有，因此ADI认为其农业用物联网方案有很大发展空间。ripe.io参与连网番茄专案的主要动机则与ADI稍有不同，该公司最终的目标是成为食物区块链的提供者，服务大型企业。就像是Spotify成为消费者个人化数位音乐应用程式的先驱，ripe.io认为该公司能赋予消费者管理食物口味以及喜好的能力。