物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)如何改善食品安全？

　　大家普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)及其遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的能力有助于進一步保障食品安全。果真如此嗎?　

　　近年來，關于物聯(lián)網(wǎng)的文章層出不窮，其改變企業(yè)和公共服務運作方式的潛力不斷引發(fā)熱議。人們希望利用龐大的傳感器網(wǎng)絡，從世界各地的工廠、交通工具、醫(yī)院、家庭、商店和供應鏈收集數(shù)據(jù)。而今，這一愿景正迅速成為現(xiàn)實。從可以優(yōu)化交通、能源使用與標識體系的智慧城市，到能夠預測地震的系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術將幫助我們實現(xiàn)這一切。

　　只要看看數(shù)字，就知道所言非虛。2016年初，市場調(diào)研機構(gòu)IDC曾預計，到2019年時，全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將從2014年的5917億美元，擴大至1.3萬億美元。到2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量估計將達到300億至500億個。

　　本文探討了物聯(lián)網(wǎng)對食品安全的影響。大家普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)及其遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)的能力有助于進一步保障食品安全。果真如此嗎?

　　沒錯。但全球食品供應鏈錯綜復雜，這需要各方不遺余力地協(xié)作配合，讓每一名參與者發(fā)揮應有的作用。

　　為了充分理解這一點，我們有必要來看看其中涉及哪些人和事。

　　食品鏈的可追溯性

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)在食品行業(yè)最常見的應用是追蹤生產(chǎn)、加工和供應鏈中的產(chǎn)品狀態(tài)。20多年來，企業(yè)一直在利用條形碼和射頻識別標簽，追蹤食品從產(chǎn)地到加工、運輸、儲存、分銷點和食品零售商的整個過程。但這只是最基本的手段。

　　近些年，我們看到更尖端的傳感器問世，它能精準地監(jiān)控食品加工和運輸過程中的安全因素。如今，安裝傳感器網(wǎng)絡的企業(yè)已較為常見。這些傳感器用途廣泛，其作用包括監(jiān)測食品加工廠和運輸容器內(nèi)的灰塵顆粒、溫度或濕度，等等。

　　在前沿領域，我們還看到了更先進的技術，例如由歐盟資助的MUSE-Tech項目。該項目利用了先進傳感技術(光聲光譜、準成像紫外可見光譜和分布式溫度傳感)提供的信息，能夠改善生產(chǎn)商處理原料和中間用料的方式。目前，MUSE-Tech項目已經(jīng)完成。

　　該項目研發(fā)了一種擁有多個傳感器的設備，能實時監(jiān)測原料和加工環(huán)境的變化，從而保障了加工食品的質(zhì)量和安全。該項目的目標之一，是通過確定新的烹飪時長和溫度標準，降低薯片等淀粉類食物在烹飪期間產(chǎn)生有毒性化合物丙烯酰胺的風險。

　　總的來看，這些方法能帶來許多益處。首先，它們有助于食品企業(yè)遵守新的法規(guī)，比如美國《食品安全現(xiàn)代化法案》。該法案提高了食品安全標準，并通過可追溯性，讓企業(yè)承擔更多責任。

　　“端到端”食品安全監(jiān)控的另一大好處在于，一旦發(fā)現(xiàn)食品被污染，供應鏈中的各方——包括生產(chǎn)商、運輸商和零售商——可以迅速確定產(chǎn)地和分銷渠道。而以往，這類調(diào)查會耗費幾周甚至數(shù)月時間。

　　雖然這種可追溯能力有助于實現(xiàn)更高效的食品安全監(jiān)測，也能更快地查清問題來源，但也只能是到此為止。所以，我們還需要借助大數(shù)據(jù)的力量。

　　大數(shù)據(jù)分析

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)向更深、更廣的方向發(fā)展，它也產(chǎn)生了前所未有的海量數(shù)據(jù)。眼下，大多數(shù)行業(yè)都在想，該如何利用這些信息來改善我們的工作?

　　這就是大數(shù)據(jù)分析的職責所在。這一迅速成熟的數(shù)據(jù)科學可用來挖掘異常龐大的數(shù)據(jù)集，從中發(fā)現(xiàn)隱藏的模式、不為人知的聯(lián)系、失誤之處、市場趨勢、客戶偏好以及其他各種有用的商業(yè)信息。

　　在食品行業(yè)，上文所述的傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)。

　　但這只是開始。真正令人感興趣的地方在于，通過分析食品安全數(shù)據(jù)，再結(jié)合來自其他科學和環(huán)境渠道的傳感器數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)新的聯(lián)系。這將為更加重大的突破創(chuàng)造條件。

　　瑪氏公司(Mars)與IBM的一個合作項目就可以體現(xiàn)這方面的應用。該項目對全球食品供應鏈中出現(xiàn)的細菌進行了DNA和RNA測序，旨在繪制食品中正常菌群的基因圖譜。

　　通過這一方式，食品衛(wèi)生管理機構(gòu)更容易發(fā)現(xiàn)食品樣本中的異常現(xiàn)象，從而讓有害細菌無所遁形。憑借這一手段，還能更好地了解食品污染原因以及食源性疾病的傳播狀況。

　　該項目把大數(shù)據(jù)分析應用于基因數(shù)據(jù)，從中尋找新的見解。它還分析了通過物聯(lián)網(wǎng)收集的天氣、運輸和其他背景數(shù)據(jù)，以便探究如何及早發(fā)現(xiàn)食品污染隱患。

　　有了來自食品樣本的大量基因數(shù)據(jù)，加之供應鏈網(wǎng)絡和傳感器網(wǎng)絡提供的海量數(shù)據(jù)，把這些信息結(jié)合起來，大數(shù)據(jù)分析最終將使食品安全達到一個新的高度。

　　食品衛(wèi)生相關數(shù)據(jù)的其他來源

　　當然，還有很多其他的數(shù)據(jù)來源可供分析，能夠進一步加強我們對食品安全的了解。

　　其中之一就是曾經(jīng)難以獲取的公共信息。但如果方法得當，公共信息可以發(fā)揮很大作用。芝加哥的食品監(jiān)管項目就克服了這個障礙，通過大數(shù)據(jù)預測分析技術，對免費獲取的數(shù)據(jù)加以分析。這包括利用食品檢查報告、311服務數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社區(qū)和犯罪數(shù)據(jù)等信息，來預測哪些餐廳最有可能嚴重違反食品安全法規(guī)。

　　在分析數(shù)據(jù)時，該項目發(fā)現(xiàn)了幾個關鍵變量，可用來預測一家餐廳違規(guī)的可能性。這些變量包括餐廳的違規(guī)記錄、當?shù)厝胧冶I竊事件的發(fā)生頻率，以及當?shù)氐某Ｄ昶骄鶜鉁亍?/p>

　　自從采用這個方法后，監(jiān)管人員發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為的速度平均提高了25%。

　　另一個數(shù)據(jù)來源是食品行業(yè)的眾多供應商所提供的信息。PestConnect系統(tǒng)就收集了這方面的信息。

　　PestConnect系統(tǒng)安裝在擁有聯(lián)網(wǎng)傳感器的設備上，這些設備能主動探測、捕捉或消滅害蟲，并將探測和捕捉信息無線傳送至云服務器。

　　PestConnect能遠程監(jiān)控害蟲動態(tài)，防止不干凈的食物進入人們口中，并控制現(xiàn)有蟲害。收集到的數(shù)據(jù)還可以利用大數(shù)據(jù)技術進行分析，進而識別蟲害來源，預測蟲害的爆發(fā)。

　　這最終將幫助我們采取更加積極主動的措施，管理全球供應鏈中的食品安全風險。

　　跨行業(yè)合作，提高食品安全

　　一方面，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其龐大體量和多樣性令人生畏。但另一方面，這應該被視作一場重大機遇。而如果商界、政界和學界能夠通力合作，分享數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)所帶來的啟發(fā)，這一機遇將變得更加無與倫比。

　　幸運的是，很多機構(gòu)似乎都認同這一觀點。例如，雀巢(Nestle)表示，企業(yè)和英國食品標準局等監(jiān)管機構(gòu)收集的大量數(shù)據(jù)應該實現(xiàn)共享，以便從中“挖掘”關于潛在食品安全問題的信息。

　　全球食品安全促進會等行業(yè)組織，也越來越認識到開展合作以及分享數(shù)據(jù)與啟發(fā)的必要性。該組織希望建立一個國際性平臺，讓供應鏈各方在此開展合作、交流見解、加強聯(lián)系。

　　監(jiān)管部門也在發(fā)揮自己的作用。比如2015年，歐盟委員會的Horizon 2020研究計劃提出，在智慧農(nóng)業(yè)和食品安全領域，開展大規(guī)模的國際跨行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)試點項目。

　　該計劃指出，“物聯(lián)網(wǎng)技術可以通過實時監(jiān)控、優(yōu)化決策以及改善從農(nóng)場到餐桌的整個價值鏈的運營管理，幫助歐洲的農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)應對未來的重大挑戰(zhàn)。”

　　歐盟委員會還鼓勵有關各方參與進來，在農(nóng)產(chǎn)品-食品鏈條中扮演積極角色，包括農(nóng)戶、機械供應商、食品加工商、零售商和批發(fā)商，當然，還包括食品行業(yè)的科學家和物聯(lián)網(wǎng)技術提供商。試點結(jié)果還將輔助決策者，用于制定歐盟在農(nóng)業(yè)及食品安全領域的政策。

　　把多個實時數(shù)據(jù)來源結(jié)合起來，從中獲得新的見解，這對食品安全具有非凡的重大意義。

　　預測污染源和食源性疾病隱患，及早發(fā)現(xiàn)食品安全問題，并在問題擴散之前采取控制措施，這將提高整個供應鏈的效率，同時降低損失。最重要的是，所有人的食品安全將因此得到改善。