把阳光“变成”好吃的鱼?!硅谷的神奇生物技术+AI

餐饮供应链
硅谷洞察
Joanna Hou
2019-06-19 · 11:39
[ 亿欧导读 ] 通过这三个步骤,无人生态系统构成了一个完美循环:微藻、浮游动物 、鱼类,每一个环节都为下一个环节提供食物,最后一个环节又会连接回到第一个环节形成循环,以鱼类的废物产出来“哺育” 微藻。
鲨鱼,生物科技加速器,无人化生态系统 图片来自“123rf.com.cn”

今天要介绍给大家的是一个很神奇的公司:Blue Planet Ecosystems(蓝色星球生态)。这家位于硅谷的公司意在通过生物技术,把阳光变成鱼类。

这个想法是不是很神奇?爱吃鱼的硅谷洞察小编听到这个神奇的创意后,忍不住亲自到硅谷最有名的生物科技加速器 IndieBio 去探访了这家公司的创始人兼执行总裁 Paul Schmitzberger,并参观其已经建成的无人化生态系统

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Blue Planet Ecosystems 团队主要成员 图自公司官网

鱼之“初体验”

在旧金山 IndieBio 加速器的地下实验室里,小编见到了蓝色星球生态团队亲手组装搭建起来的无人化生态系统模型。小鱼和小虾在里面自由游动,看起来鲜嫩美味。而绿色的藻类在灯光下生长,辅育着浮游生物,让它们成长为鱼虾的食物。

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Blue Planet Ecosystems 公司 CEO Paul Schimitzberger,图片由硅谷洞察记者拍摄 

当然,这个模型相比于蓝色星球生态团队真正要建造的产品来说,只是一个“微缩版”。据Schmitzberger 介绍,真正的一个无人化生态系统模块,有集装箱大小;而成百上千个无人化生态系统模块将被聚集安置到一起运营,由一套AI系统监控和管理。

Schmitzberger 来自瑞士,曾在维也纳经济与商业大学读学士,并在香港大学拿到了经济学的研究生。作为来自欧洲的创业者,Schmitzberger 对于食品健康这个问题可谓有着深入骨髓的关注。

他发现,2018 年欧洲频繁干旱,农业面临着巨大的挑战。对于全球来说也是一样,气候变化引发的干旱、极端降水等极端天气数量不断上升,可用农业用地减少,预计全球农作物产量将大幅波动。

此外,在接下来的五十年里,全球人口将增加到 100 亿、人类每天消耗的热量将从 2017 年的 210 亿卡路里,增加到 2067 年的 380 亿卡路里左右。这意味着,前所未有的食物短缺将可能发生。

随着人类对食物消耗的增加,养鱼业也必将面临挑战 —— 特别是人类对鱼类的消费需求往往随着经济发展而增加。

早在 1985 年,野生鱼类的捕捞量就开始停滞不前,在这种情况下,人们转而用水产养殖用来补充对鱼类日益增长的需求。但是,养殖鱼类的饲料来源也正在枯竭。人们只好转而用屠宰副产品(通常是鸡、猪、牛)做成饲料养殖鱼类。但毕竟鱼类不是天生就吃陆地上的动物的,因此大多数 “陆地” 蛋白质做的饲料根本就不适合鱼类,导致鱼肉的健康度和营养度大幅降低。

考虑到全球有 30 亿人依赖鱼类作为蛋白质的主要来源,这个趋势令人不安。

Schmitzberger 说,一直以来,他就对用可再生资源来创造食品非常感兴趣。他的梦想,就是建立一个自动运作的生态系统来解决这些问题。他希望这个生态系统不仅可以充分利用陆地,如沙漠地带的土地和光能,并同时可以把这些能量转化成正在可以满足人们快速增长的需求的食物方案。

2018年1月,Schmitzberger 组建了自己的团队,开始研发这个可以通过转化光能饲养健康鱼类的生态系统。

阳光变鱼三部曲

这个神奇的生态系统到底长什么样?

第一步:将光子转换为植物生物质

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图自公司官网

无人生态系统的第一步是大量繁殖浮游植物。

浮游植物是微小的光合生物,能够利用阳光产生的能量“制造”自己的食物。传统农业,如粮食和小麦生产,每年每公顷产量可达到3-7吨生物质,而该生态系统每公顷可产生100吨生物质。

这是为什么呢?答案藏在 AI 里。在这个系统中,AI 被用来来计算各种参数,以优化光的利用率;例如,调节浮游植物接受光照的位置和方向,从而达到尽量完美的光照和温度,可以使浮游植物在4到7天内长成,远远超过传统作物的生产力。

第二步:用微藻来繁殖浮游动物

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图自公司官网

无人生态系统的第二步,则是用植物生物质(微藻)来繁殖浮游动物。

浮游动物是存在于海水和淡水中的无脊椎动物,它们是大多数水生食物链的最底层。

Schmitzberger 的团队在这套生态系统中养殖浮游动物以取代鱼粉作为鱼类的饲料,从而使饲料更接近野生鱼类的食物构成。用浮游动物作为食物有个好处, 就是它们可以更有效的转化为鱼的动物蛋白,所以我们可以获得更高质量类似于野生鱼类的养殖鱼类。

同时,还可以避免野生鱼类由于经常来自于受重金属,塑料等污染环境而带来的不健康因素,可以说一举两得。

浮游动物如水蚤在几天内从卵到成虫的生命周期很短。在自然界中,一旦环境条件合适,它们的数量就会几何式增长 。为了达到每升高达20个水蚤的浓度,Schmitzberger 的团队通过充足的食物供应(水藻)来改善无人生态系统中的环境参数。同时,他们的硬件(摄像头系统)和数据分析软件 FishPi and NeMo 会不断监测和分析控制浮游动物的浓度和生长动态。

第三步:用水蚤来繁殖鱼类

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图自公司官网

无人生态系统的第三步,则是通过浮游生物来大量生产鱼类。

在这个无人生态系统中,不同类型的微藻和浮游动物可以被组合,作为鱼的食物来源。通过不同的食物组合,甚至可以控制被饲养的鱼类的营养成分。此外,通过对微藻的浓度的控制,浮游动物的生长速度也可以按需调节,从而使得鱼的生长速度及产量也可以被“定制”。

通常来说,微藻的生长需要 4 至 6 天,而鱼类的生长,根据品种的不同,为三个月到六个月不等。

通过这三个步骤,无人生态系统构成了一个完美循环:微藻、浮游动物 、鱼类,每一个环节都为下一个环节提供食物,最后一个环节又会连接回到第一个环节形成循环,以鱼类的废物产出来“哺育” 微藻。

同时,这个系统由团队自研的软件 NeMo 精密控制,可以随时优化并调节如温度、PH值、光照强度等来有效控制微藻的生长, 浮游动物的生长, 进而控制鱼类的产出。

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图自公司官网

大幅减少鱼类饲料的成本

Schmitzberger 介绍道,在传统的鱼类养殖中,有近 50% 的成本来自于鱼饲料的支出。并且,该系统可以利用阳光充沛的闲置土地,例如沙漠地带来养鱼,对于这样的土地环境是一种再利用。

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图自公司官网

此外,AI 助力的无人化的系统,也可以降低人工成本。下图的演示中的小人,其实是一个摄像头,它被用来随时监视着系统中的鱼类的生长情况。Schmitzberger 团队通过他们研发的算法,利用摄像头捕捉到的图像,就可以随时辨别不正常状况,从而自动调节该系统的指数。

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图中的”小人“为监控生态系统的摄像头,配备了计算机视觉技术 

图片由硅谷洞察记者拍摄

那么,蓝色星球生态计划的商业模式是什么呢?结合与 Schmitzberger 的探讨,小编认为,有两种商业模式是最为可行的。

第一,以“软件即服务”的模式切入市场。这套无人生态系统最有价值的,其实是其背后的软件、算法。它们是蓝色星球生态的核心,配合硬件的设计、安装及运营,作为整套服务,提供给大型食品公司,并按使用量或时间收取服务费用。

而大型食品公司,则可以借助这套解决方案,降低自己的生产成本,使其生产方式更灵活,从而为利基市场提供不同类别的产品。例如对食品安全、健康要求度尤为高的人群,可能就是该类产品的第一批消费者。

而这套系统所涉及的硬件,虽然现阶段由蓝色星球生态计划自己组装和规划生产,但在未来,Schmitzberger 的团队希望由制造商合作伙伴来共同完成,而他们自身则更专注于提供软件解决方案的部分。

目前,团队已经开始和新加坡某大型食品公司协商合作。Schmitzberger告诉硅谷洞察,新加坡政府已定下目标,30%的农作物要达到自产,1%的食用鱼要达到是有机食物。因此在这个背景下,大型食品公司面临更新升级自己的食品生产方式的压力。

第二种方向则更为宏大,可谓是想象力极高的远期愿景。那就是 —— 蓝色星球生态计划自己成为市场平台 (MarketPlace),联结鱼类产品的买方和卖方。

在未来,一旦这套无人生态系统被较大规模的投入实用,就可搜集大量的市场交易的实时数据。例如,鱼类的生产者的产出量、产出时间等。并且,系统将可以根据当前的鱼类饲养情况,对未来的鱼的产量做出预测。

同时,只要下游的鱼产品买家也通过该市场平台,对系统中的产品下单,这套系统将同时对市场需求的变化非常清楚。

从而,作为市场平台和数据拥有方,蓝色星球生态计划将可以像中间人一样,帮助匹配与产品的买家和卖家,还可以通过软件既服务来优化效率,使买家和卖家的收益都达到最优。

当然,作为一个复杂的生态系统产品,蓝色星球生态计划还在非常早期的阶段,他们的整套体系的“微缩版”原型机刚从实验室诞生,还有待在外部真实环境下,制作真实尺寸的系统,并运行验证。但是,他们已经吸引了IndieBio 生物加速器 25 万美金的入股及投资,并即将在六月下旬从 IndieBio 生物加速器“毕业”,开始其“闯世界”的旅程。

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公司首席科学家 Thomas Daniele,图由被访者提供

怎么样,这种方法培育出来的鱼,你愿意尝试一下吗?

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