我们在几千年历史中，都在努力提高亩产量、提高农业产业的利润率，但我们从来都没有从定量化、系统化、自动化的角度进行种植效率的计算和优化。
如何让 100 亿人吃饱饭？
到 2050 年，全球总人口预计可达 100 亿。要让这么多人都吃饱饭，我们的食物产量就要创历史新高。
1974 年，世界粮食大会曾提出“在十年内消除饥饿、粮食危机和营养不良”的目标。然而直到现在，在许多发展中国家， 贫困和饥饿问题依然存在。
联合国粮食及农业组织发布的 2020 年《世界粮食安全和营养状况》预计，2020 年全球食物不足人口将增加8 300万人至 1.32 亿人。联合国警告称，2020 年共有 25 个国家面临严重的饥饿风险，预计全世界将有 6.9 亿人处于饥饿状态。“我们的食品系统正在失灵！”联合国秘书长安东尼奥 · 古特雷斯对全球的食物安全隐患忧心忡忡。
与此同时，尽管全球人口增长正在放缓，但非洲和亚洲的人口增长强劲，导致未来食物需求仍将大幅增长。据联合国预测，到 2050 年世界人口将达到 100 亿，到 2080 年将达到 108亿， 到 2100 年将达到 112 亿。与 2015 年约 73 亿人口相比， 未来这三个时期的人口将分别增长约 37%、48% 和 53%。
在人口因素的推动下，食物需求预计会显著增加。国际食物政策研究所对 2050 年全球食物的预测结果显示：从区域分布来看，未来的食物消费增长将发生在非洲、中东以及亚太地区。
到 2050 年，全球三分之二的人可能生活在城市地区。而城市化和人口结构变化将改变食物需求的构成，不 断变化的人口结构和人口空间分布将影响食物需求的变化。
挑战之大是前所未有的。我们只剩下 30 年的播种收割， 就要迎来 100 亿人口大关。显而易见，如果我们想要养活地球上的人类，我们所熟悉的农业生产方式就要发生改变。
AI种植挑战赛
现在我们从一个相对可控的问题入手：全自动温室控制算法开发。目的就是用借助于温室模拟器，在短时间内开发自动控制算法，尽量少的资源，例如水和电，生产尽量多的食物。
温室模拟器是一个关于温室的系统化、定量化的建模问题，是对温室的完全数学抽象。
这样我们就知道在怎样的气候条件下，用怎样的种植策略，比如将怎样的温度、湿度、营养、二氧化碳浓度、光照条件等组合，能够有什么样的产出。
所有的作物模型，都通过计算机程序进行定量化的模拟，然后通过一定的接口暴露给控制程序，这样程序员就可以通过简单的控制指令去操控温室，并在几十秒里看到种植效果。这样就充分利用计算机的计算能力，加快农业技术的迭代速度。
AI 根据当前状态做出一项决策，环境就会根据不同的决策演变到下一种状态，同时给 AI 一个奖励，而 AI 根据新的状态再做决策。如此类推，AI 通过和环境不停地进行交互式学习，获得尽量多的奖励。这个环境既可以是一个真实的物理环境，也可以是一个计算机仿真环境。因为计算机的成本越来越低、计算能力越来越强，在仿真环境下进行AI 训练就会变得非常高效，而成本则非常低。
基于上面这些想法，腾讯在首席探索官网大为的推动下与世界上最好的农业大学之一——荷兰瓦赫宁根大学开展了合作：挑战用人工智能来种植！
在比赛中，腾讯的 AI 算法 iGrow 交出了一张漂亮的种黄瓜成绩单。
iGrow 在短短几个月里，学习了相当于一万五千年的黄瓜种植经验。
在刚开始将近两个月的时间里净利润是负的，因为这时一直在消耗资源，温室也在折旧，而没有黄瓜收成。
大概从第三个月开始有了收成，亏损在缩小。
从大概第 50 天开始转亏为盈，最后的净利润是每平方米 20 欧元左右。
最后人工智能种植的净利润和荷兰最优秀的人类种植专家几乎一样，并且获得了更好的二氧化碳效率。
等到2020年6月第二届人工智能种植挑战赛，复赛队的五个AI收成均超过有 20 年经验的农业种植专家组。其中，冠军组实现亩产资源消耗减少 16%，净利润增加 121%。
在中国的田间地头，最新进展是：
在东北辽宁的黑土地上，用三个日光温室种植番茄，其中两个部署了 iGrow 方案。2020 年 5 月试点结束后，实验组和未改造的对照组相比，每亩每季增加了数千元的净利润。
具体而言，人工智能是怎么种植的呢？
AI养活T先生
各种传感器被安装在一株西红柿上，暂且称它为“T 先生”。
T 先生发出了饥饿的信号，传感器捕获到这一信号，并立即发送给 AI 大脑，AI 大脑迅速做出决策，将肥料配比好，把光线调整好，开始为 T 先生供水。
那么，水分是把营养送到叶子里，还是送到果实里？
当然，我们想让叶子生长得更少一些、果实更大一些。于是，AI 大脑不断调整水、肥、光的比例，给予 T 先生刺激信号，让它把营养输送到果实中，叶子中只保留蒸腾作用所必需的水分。
当传感器发现 T 先生的果实收到了足够多的养分，无法再吸收时，只能将水分、养分送到叶子中。AI 大脑就做出决策， 减少水分、养分供应，调暗光线，让 T 先生休息一下。
通过不断试验，AI 大脑收集了足够多的数据，反复训练构建出西红柿的生长模型，又不断总结规律，发现 T 先生的兄弟姐妹们都有同样的习惯，这就形成了新的种植模式，成千上万公顷的西红柿就可以按照同样的水、肥、光进行配比管理，这样不仅扩大产量，同时还实现了农作物的生理节水。
（图为人工智能种植的西红柿）
舌尖上的 AI
当前 AI 的应用贯穿于农业生产、农产品流通和食物消费的全过程。
在播种之前，AI 技术、大数据分析与溯源就能帮助农民保证种子、化肥等农用物资的质量。
AI 技术正在取代传统农业生产所仰赖的历法与经验，用海量数据和信息更精准地预测一切。
种植之前，AI还能给出一系列预测：今年温度如何？降雨多不多？病虫害严重吗？市场价格走高还是降低？AI都能给出相应建议。
这些分析结果直接用于指导生产决策和生产计划，从源头减少风险和浪费，从而更好地迎合市场需求。
农业生产过程中，AI 技术与物联网和遥感等技术携手， 综合地理、气象、水温等多维度数据，实现从土壤分析到农作物生长，从天气监测到施肥、撒药等多环节全方位的智能分析和控制，利用智能化工具节约人工成本和资源投入，提高种植效率和抗风险能力。
在农产品流通和消费过程中，AI通过整合生产数据和市场数据，有效对接供求双方，平衡各地农产品供求数量。还能通过追踪食物供应链创新食品分销和食品配送方式，预测消费者需求，尽可能地减少库存，提高周转效率，减少流转环节中的食物浪费。
X先生是何许人也
大家都知道，腾讯有一个叫“总办”的重要部门。
总办里有一位神秘的 X 先生。
这位先生行踪不定，有时在亚洲，有时在美洲，有时在欧洲。
X 先生每次出现都会带来一些不一样的东西。
2009年的时候，他带着一把吉他来到腾讯的圣诞晚会上。
2018年的腾讯 WE 大会，他第一次提出 FEW（Food, Energy, Water，即食物、能源、水）的概念。
2019年，他介绍了一架来自德国的电动直升机，他说未来这可以取代汽车。
天马行空的 X 先生发起过一个叫作 Tencent Explorer 的项目。如果你通过了他的面试，你将有机会去美国待上三周，
“思考那些也许在日常工作中没有机会思考，而你又认为对世界 的未来非常重要的问题”。
他的想法总是很超前。在负责国际业务时，他曾经每周发一份关于互联网的趋势报告回来，在里面他介绍过一家刚出现的校园网站（Facebook）以及一个视频网站（YouTube）。
有一次，他非要拉着马化腾去种黄瓜，然后腾讯 AILab 就研究通过人工智能如何用更少的资源消耗种出最好的黄瓜，
2019年，他们从荷兰抱了一个奖回来。
在腾讯，有几个重要的选择与他有关：时任南非MIH集团中国区副总裁的他在腾讯最缺钱的时候，推动MIH以 6 000 万美元的估值买下腾讯 32.8% 的股份；他曾强烈建议腾讯做游戏；他在内部普及和推广了 CE 的概念、理念和行动——CE 是一种强调深度理解用户需求和反馈的做法。
他总是说，我们应该做一点儿不同凡响的东西。他鼓励腾讯的员工应该先挑战自己，不要等总办说。
他是一位积极的创新倡导者，他列过一张创新清单，里面包括这样八条原则：
培养个人和团队的跨学科技能；提问，多多提问；给予社会学科与自然学科同样的关注；把培养对艺术、文化、娱乐和享受的热爱当作一种商界生存技能；不确定时，让你的道德观和原则来引导你；挑战传统思维；允许你自己有梦想；让用户参与（CE）来当你的向导。
2014年被任命为腾讯首席探索官后，他现在的工作是“拓展腾讯的边界”。
他在世界各地寻找能够改善人类生活的“下一代技术”，最近两年他聚焦到了 FEW——食物、能源和水上。
像很多年前他在中国的网吧里发现了腾讯一样，他现在的探索也许是为了寻找“腾讯下一个爆发性的业务”。
他说，我们经常在投资中学习。他把新的讯息不断分享给总办。
这些年腾讯投资了一些很超前的公司，比如把植物传感器系统安装到农作物上的Phytech，以及今年成功发射“人民一号”对地观测卫星的Satellogic。
在进行每一项投资前，他和总办都会细致地讨论，他们会提出更细致的问题，比如：有家公司开始有订单了，那么“付款周期如何”？
为什么腾讯能一直走到今天？X 先生说，因为我们有一种多元而包容的文化。在总办里，每个人都不一样。在战略会上，他们公开互怼，但他们互相信任，互相支持。他们都一样关注细节。
回顾当年在赛格创业园第一次见到马化腾和创始人团队时，他说印象最深的是这群年轻人很快乐地享受他们的工作，“他们一起跑，不是为了钱”。
这位 X 先生，他的全名是 David Wallerstein。人们更熟悉他的中文名：网大为——腾讯首席探索官（CXO）、高级执行副总裁，2019年在联合国人居署的会议上提出“AI FOR FEW”的倡议。
网大为在联合国”城市化与FEW的关联关系”研讨会上发表演讲
食物、能源、水的短缺是人类面对的终极挑战。人工智能技术是我们面对这些挑战强有力的武器。最前沿的发展如何？我们如何突破困境？更多精彩内容，请参见腾讯首席探索官网大为最新力作《重构地球：AI FOR FEW》，马化腾力荐！