智能 IT 系统如何变革美国农业 （下）

编译：工业和信息化部国际经济技术合作中心  邵宇琦

依托智能 IT 系统的智能研发途径

     为加快下一代种子产品的开发，下一代 IT 系统必须做得更多。这些智能 IT系统必须支撑种子产品开发的流程，把科学直觉转化成可重复的决策，并且丰富和促进资源受限的渠道。从研发途径来看，重点必须从生成和管理自身信息变成明确途径关键点中做出的决策。

     智能 IT 系统的开发，需要高级种子产品那一代 IT 系统的角色范式转变。传统上，IT 系统被当作个体决策时收集和管理信息的工具。利用信息做最优决策和系统自身在一连串持续提升中学习决策，这种 IT 系统更符合智能的要求。

     由于聚合信息量和多样性呈指数增长，专家人工决策之后出现的依托信息聚合决策已经开始超出人的能力。

     例如，只有人们想出那些推进进程必须回答的各类问题，选择进行合规生物技术现场试验的地点才会变得简单。是否拥有所需的试验合规许可？这块地前些年种了什么？附近有其他生物技术试验吗？关注的压力状况（如旱灾）发生的可能性有多大？

     这些只是任何试验都必须回答的一些最直接的问题。现在考虑每年在全球几千个地点多种背景下测试几千种基因，这种环境下产品延误丧失机会就会损失数以亿计的美元。

     为决策管理设计智能 IT 系统至少有三个特性：抓住决策规则和标准；抓住决策背景；抓住决策结果从而改善过程（图 6）。

图 6 构建智能 IT 系统

A）  传统上，专家依靠经验做出最优决策，而且他们关于决策规则、标准，和学习的知识还保留个体性。因此建立反馈回路需要很多年，使得知识积累变成一个很慢的过程

B）  通过建立智能 IT 系统，规则和标准能变成共同资产并在此基础上优化提升

     明确和抓住决策

     开发智能系统的第一步是抓住决策本身。关键是在可重复的、被理解为规则系统和重复应用于相似信息的途径中明确决策。揭示这些规则和标准需要实验目的和研发途径中所起作用的细节知识。

     抓住决策背景

     智能 IT 系统不能仅仅列举和应用导向决策的一系列规则。它还必须抓住决策背景（暂时相关信息的快照）。抓住背景， 对于了解哪些信息是相关的和如何最优衡量很重要。

     信息库存能提供历史背景，它不仅储存决策，还有用于决策时的准确信息。这样用于决策的特殊信息就能被建档，之后可以被用来重建决策过程。随着时间推移，系统记忆的产生能够用于提升和完善未来决策的迭代。

     抓住决策结果

     智能 IT 系统还必须能评估和学习决策结果： 决策的影响是什么？一个阶段已经进步的产品是否能继续升级？当某种农业操作使用后，这种候选产品真的如预测那样表现更好了吗？

     人类至少部分学习了行动结果，智能 IT 系统也应该用相似方式学习。通过抓住结果，决策模型能成为基准并提升，因而能把专家决策变为共同财富，还能再次从下一代科学家的计量、建模和随后提升中学习。

跨产业合作

     通过高通量途径支持信息生成和整合信息， 使得智能 IT 系统得以完成大范围和大规模上的任务，如 DNA 测序规模每天能生成字节信息。此外，预测每 2 到 3年指数就会增长。把这些数据变成信息需要分析复杂的 DNA 测序，并把这个信息和其他基因功能信息结合来界定新标记和基因。

     面对这些挑战，应该会要求最优基础设施，包括专业计算机平台、最优数据存储和支持全球运营的网络。设计和实现这些性能超出了单个实体的能力，需要在这些领域中单方面专业和拥有大规模应用产业标准技术经验的公共和私营组织相互合作。

     与在计算机领域展示出专业性的 IT 供应商建立合作， 将使新系统利用行业标准解决方案。高科技领域的合作关系（如装配序列优化） ， 也会促进复杂定制解决方案的发展。例如，孟山都和测序设备生产商、大学、专业硬件生产商和大型 IT企业建立了合作，来处理测序信息的生成和分析，帮助持续改良种子的交付。

信息：下一个农业前沿

     农业正走在获益于 IT 创新这个激动人心和充满动力的机会关口。 2030 年前产量翻倍所需的下一代种子创新，取决于产业能多高效地收集、分析和利用信息爆炸为研发和农场决策提供支持。

     由于产品变得更复杂及它们的选择由地方管理区域更加细节化的特征驱动，企业必须提供更加专业的农场产品信息。实际上，用这个信息来实现产量和经济利益的最大化和产品本身一样重要。

     由于很多试验针对特定压力和管理区域，2030 年前实现农业产量翻倍的目标需要产品提高性能和更具预测性。下一代生物科技和育种试验，使农业投入优化变得更加可行。通过减少农药、杀虫剂、杀真菌剂和化肥的使用降低农业的环境影响，通过与农业机械和精准农业进步相结合，农民能够更好地开垦原有或更多亩田地。

     这些进步还意味着，农业的发展日益受到技术驱动，这种技术的采用依托我们如何使用信息。从基因组学和分子育种中提取和利用信息的进步，将为生物技术试验界定新基因营造机会。如何利用信息来明确和利用管理区域的进步，将导致产品使用和种子性能的优化。获取天气和潜在虫害信息方面的进步，将创造管