В конце сентября в Киеве состоялась ежегодная конференция IBM Think Summit Киев — масштабное мероприятие, посвященное новейшим достижением в области различных инновационных технологий. Один из важнейших пунктов программы конференции касался прогноза IBM Research о том, какие технологии будут оказывать наиболее значительное влияние на нас в ближайшие годы. В рамках конференции Анна Тополь (Anna W. Topol), технический директор IBM Research, в своем докладе «Научный рывок» рассказала как новые разработки от IBM преобразят процесс переработки мусора и каждый из этапов цепочки поставок продуктов питания в течение последующих пяти лет.

Анна Тополь

Прогноз 1. Инновационный подход к переработке пластика

Ежегодно человечество производит больше 300 млн тонн пластика, при этом около 150 млн тонн пластика идет в отходы. Всего за прошедшие десятилетия было произведено около 8 млрд тонн различных пластмассовых изделий. Но только 9% пластика в США перерабатывается и получает вторую жизнь.

Согласно по прогнозу IBM, через пять лет процессы утилизации мусора и создание нового пластика будут полностью изменены. Все, от картонных коробок с молоком, от продуктовых пакетов до кухонных салфеток, подлежит вторичной переработке, и компании-производители полиэтилена смогут превратить мусор в что-то полезное. Новая технология переработки основана на каталитическом химическом процессе VolCat (Volatile Catalysis of PET), который «переваривает» определенные пластмассы (так называемый полиетиленгликольтерефталат) в вещество, которое можно заправлять обратно в машины для производства пластмасс, чтобы выпускать новые продукты.

Прогноз 2. Цифровые двойники фермеров

К 2050 году население планеты может достичь 9,8 млрд человек, вместе с тем, площадь сельскохозяйственных угодий уменьшится на 20%. Уже сегодня, по данным продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, 815 млн людей в мире ежедневно недоедают. То есть, перед человечеством стоит задача повышения урожайности в условиях снижения площадей сельхозугодий.

Для решения такой задачи оптимально подходят так называемые «цифровые двойники» фермеров – Digital Twin. «Цифровой двойник» – это цифровая реплика потенциальных и фактических физических ценностей, процессов, людей, мест, систем и устройств, которые можно использовать для различных задач. Digital Twin в проекции на аграрный сектор – это оцифровка и охват всех аспектов сельского хозяйства, от качества грунта до профессионализма водителя трактора и стоимости продуктов, которые продаются на рынке. В течение последующих пяти лет, благодаря использованию искусственного интеллекта, станет возможным применять эти данные для точного прогнозирования урожайности. В последующие годы фермерам будут доступны следующие инструменты:

• Измерение влажности почвы высокой точности (HD-SM). Небольшое устройство позволит отслеживать влажность почвы в реальном времени на нескольких глубинах, с использованием алгоритмов искусственного интеллекта и физических моделей.

• Индикаторы болезней и вредителей кукурузы. Специальный программный интерфейс (API) анализирует риски для кукурузы и других растений с использованием гиперлокальних прогнозов погоды для моделирования вероятности вспышек заболеваний и вредителей.

• История урожая и прогноз для кукурузы. Программный интерфейс, который использует большие данные и машинное обучение для прогнозирования урожайности кукурузы на 2-3 месяца вперед с ограниченными данными и вычислительной мощностью.

• HD-NDVI для мониторинга здоровья растений. API, применяет картографии и спутниковые данные для определения состояния сельскохозяйственных культур, графику внесения пестицидов и ирригации полей, прогнозирования урожайности и т. Д.

Прогноз 3. Маппинг микробиом для защиты от бактерий

Микробиом человека – это совокупность триллионов микробов, живущих в теле человека или на его коже. По сути, микробиом состоит из тысяч различных видов бактерий, которые находятся во рту, кишечнике и других органах, а также на коже.

Новые технологии определения молекулярной последовательности осуществят революцию в биопространстве. Известно, что ежегодно каждый десятый человек заболевает из-за болезней пищевого происхождения. В следующие пять лет инспекторы по безопасности пищевых продуктов по всему миру смогут анализировать миллионы микробов для определения того, что мы едим. Эти микробы – одни из которых полезны для человека, а другие вредны – регулярно попадают в пищу на фермах, фабриках и в продуктовых магазинах. Благодаря новой методике, которая позволит нам эффективно определять их генетический состав, мы сможем лучше оценивать безопасность потребляемых нами продуктов.

В этом году IBM запускает облачную платформу для изучения микробной среды под названием OMXWare. Платформа предоставит соответствующие инструменты для ученых и исследователей с возможностями визуализации, а также средства для биоинформатики и разработчиков для создания собственной аналитики в масштабе.

Известно, что в среднем на одном образце пищевого продукта находится 3000 видов микробов. Чтобы обработать 50 образцов пищевых ингредиентов, платформа анализирует 218 ТВ различных данных.

Прогноз 4. Блокчейн в качестве средства для снижения отходов

По статистике, до 45% продуктов питания остаются несъеденными, по той причине, что они испортились, еще до того, как попали на стол или просто оказались излишними.

Новая цепочка поставок пищевых продуктов, усиленная блокчейном, устройствами Интернета вещей (IoT) и искусственным интеллектом, способен снизить почти до нуля потери при потреблении пищевых продуктов. Центром новой цепочки станет IBM Food Trust – цифровой гроссбух, который работает на базе блокчейна и IoT, и который предоставляет фермерам и бакалейным магазинах возможность знать точное количество запасов в реальном времени. Работники и клиенты смогут получить информацию о безопасности пищевых продуктов, их свежести и даже подделках продуктов

Участник пищевой экосистемы – как фермер, так и продавец продуктов – будет точно знать, сколько нужно вырастить продуктов, сколько заказать и сколько поставлять. Таким образом, блокчейн реально сократит отходы еды.

Прогноз 5. Телефон как детектор бактерий

В течение следующих пяти лет фермеры, производители продуктов питания и бакалейные магазины, а также миллионы домашних поваров смогут легко выявлять опасные загрязняющие вещества в своей пищи. Все, что им нужно, это мобильный телефон или стол (рабочая поверхность) с датчиками искусственного интеллекта. Фактически смартфоны будут работать как детекторы пищевых патогенов. Новейшие мобильные датчики смогут сократить скорость детектирования патогенных веществ с нескольких дней до нескольких секунд, позволяя людям проверять пищевую цепочку и выявлять наличие вредной кишечной палочки или сальмонеллы, прежде чем она инфицирует организм. Именно такие результаты обеспечит технология IBM Verifier.

Исследователи из IBM Research предлагают нам представить мир, который станет возможен всего через пять лет. Когда на планете будет проживать восемь миллиардов человек, наш мир станет более связанным, взаимозависимым и восприимчивым к изменениям, чем тот, который когда-либо представляли себе наши родители. И это будущее, которое ждет всех нас.