以下是關於食物的幾個重要事實：全世界有四分之三的食物僅來自於十二種植物和五種動物。我們已經種植了足以餵飽100億人口的糧食，但仍有九分之一的人口營養不良。同時，這可能也是歷史上首次，有更多的人是因為飲食失衡而死亡，而不是因為飢餓。現在，請思索一下這些內容。
全球食品產業是一個非常龐大而且複雜，規模高達數兆美元的產業。從農場、牧場和果園、漁場、溫室和屠宰場到超市和便利商店，各類業者種植、採收、加工食材、運輸、包裝，並將它們配送至橫跨全球五大洲的綿密通路之中。
現今，數位科技已經在食物供應鏈中的每個環節扮演著重要角色。也就是說，如果數據是產業數位化的主要驅動力，那麼用來收集、傳輸、儲存和處理數據的技術則是關鍵的促成因素。所謂數位化，其實就是擷取數據、在邊緣或雲端進行分析、以及利用數據來最佳化開發工作。數據品質的提升，以及用來收集、傳輸和分析數據的技術通常會帶來更佳的流程，或是全新的應用。
雖然我們可能須要花幾年時間才能獲得食品產業完全數位化的成果，但其成果將是豐碩的，包括：以較低的環境成本提高農業生產力、以更高的食品安全建立更透明的供應鏈，並減少欺詐。更智慧的包裝可改善物流、延長保存期限、減少浪費，而新的配送系統可以提升便利性。到2050年時，全球人口將逼近100億大關，我們建構的「食聯網」(Internet of Food)對於支撐如此龐大的人口將至關重要。
挑戰傳統與未來
1798年，英國人口學家Thomas Malthus便大膽預言，人類的持續繁衍最終將超過地球的負荷。從20世紀初的工業革命，到本世紀中葉，更新、更強韌的植物品種、人工肥料和農用化學品，以及近年來的基因改造生物，雖然不斷在增加全球糧食的產量，但是，人口成長一直以來都是全球食品科技突破的一大挑戰。
但這次可能會有所不同嗎？到本世紀中葉，全球糧食需求預計將增加約60%。隨著中產階級的人口越來越多，他們對飲食的要求更高，需要更多樣化、更營養的食品，特別是對肉、蛋和乳製品等能量和營養密集的畜牧產品的需求會更高。
隨著氣候變遷，人口成長也對糧食系統帶來了難以預測的後果。例如，土壤的營養成分日益枯竭，影響了全球的農產收成。由於缺水地區的地下含水層日漸乾涸，也使地下水資源受到威脅。而全球糧食系統本身，由於占全球溫室氣體排放量達到驚人的20~30%以及消耗70%的淡水用量，使得問題更加嚴峻。
這種情況是前所未見的，但因應現在所面臨的挑戰，我們所擁有的科技能力也是前所未有的。根據世界經濟論壇的報告，已有十多種新興技術被視為具備重塑食品產業的潛力，其中至少有六項─包括精準農業、即時供應鏈監測以及食品感測等，都與數位科技息息相關。
在大量的低價感測器、雲端上幾乎免費的分析和儲存容量、以及新興無線通訊和定位技術的帶動下，數位化可望把農業生產力推升至全新的境界。
以最新一代的高精準度定位技術u-blox F9為例，透過利用多頻全球導航衛星系統(GNSS)，並與GNSS校正數據結合，可大幅降低技術的擁有成本。此技術不僅將應用擴大至更寬廣的市場，還能為開發新的自主化解決方案奠定基礎，例如自動駕駛農用車或無人運送機等。
數據與分析提升效率/產量
從一開始，農業就是依靠經驗，隨著季節更迭，世代交替，經過艱苦的試錯過程才發展至今。但是隨著農業發展為科學，並成為一門生意，透過最佳化的機械採收並因應人們的消費需求，農業進步的速度越來越快，產量越來越高，品質也越來越趨穩定。
農業的施作方式不斷地進化推展。以農曆時程為基礎，傳統的農民曆已被更合理的科學方法所取代。在可能的範圍內，播種、耕種、施肥和噴灑農藥等所需的體力勞動也都可由機械設備代勞。現今，分散式感測器、高光譜相機和衛星定位的結合，可使所需的農業勞動投入降至最低。它們還有助於保護環境，節約用水，並使消費者更少接觸到具毒性的農藥。
感測器、數據和自動化也改變了畜牧業。今天，有些連網乳牛已配備了計步器和牛隻行為追蹤項圈來監控放牧時間，還有其他的感測器可安裝在它們的乳房、尾巴，甚至胃裡。數位科技和精準畜牧不僅可以提高牧場的效率，還可以更輕鬆地達到高品質標準。
透過配備可捕捉窄頻帶光線(Light Narrow Frequency Bands)的高光譜相機，農民可利用無人機在田野上飛行來遠端監控農作物。由瑞士的Gamaya等新創業者提出的解決方案能讓農民繪製各類地圖(圖1)，包括農作物類型、壓力因素，用水量和生化品數量等。有了這些資訊，農民可以進一步最佳化農業投入的利用率，同時，也能透過幾近手術精準度的無人機來進行噴灑肥料或農藥。
改造食物供應鏈
供應鏈的發展歷史與貿易一樣地古老。最早的貿易商品特點是它們不易腐壞。例如，鹽和乾燥香料，它們能夠穿越撒哈拉沙漠或絲路不會變質。今天，我們對於商店所提供的商品有著更高的期望。易腐壞的商品通常必須在幾天內設法通過食品通路到達最終消費者(圖2)。如果未能如此，全世界所生產的糧食中，大約有三分之一都可能面臨風險，也就是說，會有高達13億噸的食物可能被丟棄。在食物供應的過程中，它們被運輸、加工、測試品質、儲存，包裝並運送至全球各地，最後到達消費者附近的超市或餐廳。
數位技術可使供應鏈達到前所未有的資訊透明度。無線資產追踪裝置、智慧包裝和射頻辨識(Radio-Frequency Identification, RFID)標籤都可用來確保商品能準時、完整無缺地透過食物鏈來運送，而且低溫供應鏈不會中斷。蜂巢式數據傳輸和硬體的成本，長期以來一直是廣泛部署無線感測器網路的瓶頸。最新一代授權的低功耗廣域網路，包括LTE-M和NB-IoT，如u-blox SARA-N3 NB-IoT模組，透過提供增強的地理覆蓋範圍、低成本硬體和數據資費方案，以及在某些使用案例中超過10年的電池使用壽命，正迅速地掃除這些限制，包括農作物監測、牲畜監測和車隊追踪等，將會是首波獲益於此技術的應用。
此外，透過利用區塊鏈(一種分散式分類帳Distributed Ledger)，遵循性報告(Compliance Reporting)可以大規模地自動產生，以確保供應鏈中每個步驟的資料準確度。
食物供應鏈智慧化流程革新
雖然食品供應鏈對消費者來說是不透明的，但超市和其他賣場的變化卻很難不被注意到。Amazon Go超市是第一個完全取消人工結賬的超市，沃爾瑪首創的貨架掃描機器人也是自動化的新概念。在不久的將來，物聯網、人工智慧和虛擬實境的結合將提供全面改造和強化購物體驗，並使用互動式表格為消費者提供有關食品出處、營養價值和廢物處理說明的訊息。
透過讓網路中的各個節點傳遞資訊，網狀網路(Mesh Network)技術提供了一種可有效擴展無線感測器網路的新方法，使其能擴展覆蓋範圍，並實現包括連網超市在內的廣泛應用。藍牙網狀網路這類的標準化平台可確保裝置保持互通性，即使它們來自不同的供應商。此外，透過能夠利用行動通訊網路傳輸訊息的節點─形成所謂的毛細管網路網狀網路還能進一步擴展，以實現雲端應用。
然而，若決定在舒適的家中購買生鮮雜貨，那麼，消費者可能會錯過這些發展。據Tetra Pak的研究，有14%的消費者會在網上購買生鮮雜貨，而且有59%的消費者打算這樣做。到2021年，預估電子商務將占所有食品購買量的10%。
不過，購買的產品仍然可以識別，但包裝方式會有所革新。屆時，智慧包裝將告知消費者食物何時過期，以減少被丟棄的過期食物數量。此外，了解顧客在用餐後的體驗也一樣重要，具備特定數位程式碼的個性化智慧包裝將能與顧客互動、提供學習和娛樂特性。而且，生產廠商也可藉此更深入了解他們的消費者。
食聯網將帶動破壞式創新
食物最初是一種生存的手段。當衣食無虞時，它成為身分地位的表徵、情感安慰的來源、全球暖化的貢獻者，甚至有時是有害的成癮物質。社會趨勢都指向了更加豐富的食物多樣性。根據Accenture的報告，對健康的期望已成為消費者的最高目標，他們願意為更健康的食品花更多的錢，同樣地，他們希望食用具備透明資訊和永續來源食材的食品。
那麼十年後，我們會在餐盤上看到什麼呢？或多或少，會與今天吃的東西相同嗎？或者，我們可能會從基於微生物的高營養和可持續食物中獲取主要營養素？還有很多問題尚待解答。未來，人們是否會像過去渴望節慶家庭聚餐一樣地渴望明天的Food X.0？或者，是否會堅持烹飪傳統，只是使用更有效率的種植、加工和運送食材？有一點似乎是肯定的：食物鏈中每個一步驟的量化、數位化和整合都只會加速進行。與此同時，營養基因學和個人化營養、實驗室培養的「肉類」和食用昆蟲等新趨勢也都即將出現。從農園到餐盤─以及在食品工廠、實驗室和商店中─「食聯網」已經推翻了許多習以為常的做法。我們可以深具信心地說，未來，將會出現更多的革命式創新！
