物联网和大数据如何改善食品安全？

近些年，我们看到更尖端的传感器问世，它能精准地监控食品加工和运输过程中的安全因素。如今，安装传感器网络的企业已较为常见。这些传感器用途广泛，其作用包括监测食品加工厂和运输容器内的灰尘颗粒、温度或湿度，等等。

“端到端”食品安全监控的另一大好处在于，一旦发现食品被污染，供应链中的各方——包括生产商、运输商和零售商——可以迅速确定产地和分销渠道。

随着物联网向更深、更广的方向发展，它也产生了前所未有的海量数据。眼下，大多数行业都在想，该如何利用这些信息来改善我们的工作？这就是大数据分析的职责所在。这一迅速成熟的数据科学可用来挖掘异常庞大的数据集，从中发现隐藏的模式、不为人知的联系、失误之处、市场趋势、客户偏好以及其他各种有用的商业信息。

PestConnect系统安装在拥有联网传感器的设备上，这些设备能主动探测、捕捉或消灭害虫，并将探测和捕捉信息无线传送至云服务器。PestConnect能远程监控害虫动态，防止不干净的食物进入人们口中，并控制现有虫害。收集到的数据还可以利用大数据技术进行分析，进而识别虫害来源，预测虫害的爆发。

原文翻译：

近年来，关于物联网的文章层出不穷，其改变企业和公共服务运作方式的潜力不断引发热议。人们希望利用庞大的传感器网络，从世界各地的工厂、交通工具、医院、家庭、商店和供应链收集数据。而今，这一愿景正迅速成为现实。从可以优化交通、能源使用与标识体系的智慧城市，到能够预测地震的系统，物联网技术将帮助我们实现这一切。

只要看看数字，就知道所言非虚。2016年初，市场调研机构IDC曾预计，到2019年时，全球物联网市场规模将从2014年的5917亿美元，扩大至1.3万亿美元。到2020年，全球物联网终端数量估计将达到300亿至500亿个。

本文探讨了物联网对食品安全的影响。大家普遍认为，物联网及其远程监测和控制系统的能力有助于进一步保障食品安全。果真如此吗？

没错。但全球食品供应链错综复杂，这需要各方不遗余力地协作配合，让每一名参与者发挥应有的作用。

为了充分理解这一点，我们有必要来看看其中涉及哪些人和事。

食品链的可追溯性

目前，物联网在食品行业最常见的应用是追踪生产、加工和供应链中的产品状态。20多年来，企业一直在利用条形码和射频识别标签，追踪食品从产地到加工、运输、储存、分销点和食品零售商的整个过程。但这只是最基本的手段。

近些年，我们看到更尖端的传感器问世，它能精准地监控食品加工和运输过程中的安全因素。如今，安装传感器网络的企业已较为常见。这些传感器用途广泛，其作用包括监测食品加工厂和运输容器内的灰尘颗粒、温度或湿度，等等。

在前沿领域，我们还看到了更先进的技术，例如由欧盟资助的MUSE-Tech项目。该项目利用了先进传感技术（光声光谱、准成像紫外可见光谱和分布式温度传感）提供的信息，能够改善生产商处理原料和中间用料的方式。目前，MUSE-Tech项目已经完成。

该项目研发了一种拥有多个传感器的设备，能实时监测原料和加工环境的变化，从而保障了加工食品的质量和安全。该项目的目标之一，是通过确定新的烹饪时长和温度标准，降低薯片等淀粉类食物在烹饪期间产生有毒性化合物丙烯酰胺的风险。

总的来看，这些方法能带来许多益处。首先，它们有助于食品企业遵守新的法规，比如美国《食品安全现代化法案》。该法案提高了食品安全标准，并通过可追溯性，让企业承担更多责任。

“端到端”食品安全监控的另一大好处在于，一旦发现食品被污染，供应链中的各方——包括生产商、运输商和零售商——可以迅速确定产地和分销渠道。而以往，这类调查会耗费几周甚至数月时间。

虽然这种可追溯能力有助于实现更高效的食品安全监测，也能更快地查清问题来源，但也只能是到此为止。所以，我们还需要借助大数据的力量。

大数据分析

随着物联网向更深、更广的方向发展，它也产生了前所未有的海量数据。眼下，大多数行业都在想，该如何利用这些信息来改善我们的工作？

这就是大数据分析的职责所在。这一迅速成熟的数据科学可用来挖掘异常庞大的数据集，从中发现隐藏的模式、不为人知的联系、失误之处、市场趋势、客户偏好以及其他各种有用的商业信息。

在食品行业，上文所述的传感器网络产生了大量数据。

但这只是开始。真正令人感兴趣的地方在于，通过分析食品安全数据，再结合来自其他科学和环境渠道的传感器数据，从中发现新的联系。这将为更加重大的突破创造条件。

玛氏公司（Mars）与IBM的一个合作项目就可以体现这方面的应用。该项目对全球食品供应链中出现的细菌进行了DNA和RNA测序，旨在绘制食品中正常菌群的基因图谱。

通过这一方式，食品卫生管理机构更容易发现食品样本中的异常现象，从而让有害细菌无所遁形。凭借这一手段，还能更好地了解食品污染原因以及食源性疾病的传播状况。

该项目把大数据分析应用于基因数据，从中寻找新的见解。它还分析了通过物联网收集的天气、运输和其他背景数据，以便探究如何及早发现食品污染隐患。

有了来自食品样本的大量基因数据，加之供应链网络和传感器网络提供的海量数据，把这些信息结合起来，大数据分析最终将使食品安全达到一个新的高度。

食品卫生相关数据的其他来源

当然，还有很多其他的数据来源可供分析，能够进一步加强我们对食品安全的了解。

其中之一就是曾经难以获取的公共信息。但如果方法得当，公共信息可以发挥很大作用。芝加哥的食品监管项目就克服了这个障碍，通过大数据预测分析技术，对免费获取的数据加以分析。这包括利用食品检查报告、311服务数据、气象数据、社区和犯罪数据等信息，来预测哪些餐厅最有可能严重违反食品安全法规。

在分析数据时，该项目发现了几个关键变量，可用来预测一家餐厅违规的可能性。这些变量包括餐厅的违规记录、当地入室盗窃事件的发生频率，以及当地的常年平均气温。

自从采用这个方法后，监管人员发现违规行为的速度平均提高了25%。

另一个数据来源是食品行业的众多供应商所提供的信息。PestConnect系统就收集了这方面的信息。

PestConnect系统安装在拥有联网传感器的设备上，这些设备能主动探测、捕捉或消灭害虫，并将探测和捕捉信息无线传送至云服务器。

PestConnect能远程监控害虫动态，防止不干净的食物进入人们口中，并控制现有虫害。收集到的数据还可以利用大数据技术进行分析，进而识别虫害来源，预测虫害的爆发。

这最终将帮助我们采取更加积极主动的措施，管理全球供应链中的食品安全风险。

跨行业合作，提高食品安全

一方面，物联网产生的数据，其庞大体量和多样性令人生畏。但另一方面，这应该被视作一场重大机遇。而如果商界、政界和学界能够通力合作，分享数据以及数据所带来的启发，这一机遇将变得更加无与伦比。

幸运的是，很多机构似乎都认同这一观点。例如，雀巢（Nestle）表示，企业和英国食品标准局等监管机构收集的大量数据应该实现共享，以便从中“挖掘”关于潜在食品安全问题的信息。

全球食品安全促进会等行业组织，也越来越认识到开展合作以及分享数据与启发的必要性。该组织希望建立一个国际性平台，让供应链各方在此开展合作、交流见解、加强联系。

监管部门也在发挥自己的作用。比如2015年，欧盟委员会的Horizon 2020研究计划提出，在智慧农业和食品安全领域，开展大规模的国际跨行业物联网试点项目。

该计划指出，“物联网技术可以通过实时监控、优化决策以及改善从农场到餐桌的整个价值链的运营管理，帮助欧洲的农业和食品行业应对未来的重大挑战。”

欧盟委员会还鼓励有关各方参与进来，在农产品-食品链条中扮演积极角色，包括农户、机械供应商、食品加工商、零售商和批发商，当然，还包括食品行业的科学家和物联网技术提供商。试点结果还将辅助决策者，用于制定欧盟在农业及食品安全领域的政策。

把多个实时数据来源结合起来，从中获得新的见解，这对食品安全具有非凡的重大意义。

预测污染源和食源性疾病隐患，及早发现食品安全问题，并在问题扩散之前采取控制措施，这将提高整个供应链的效率，同时降低损失。最重要的是，所有人的食品安全将因此得到改善。