環境中的重金屬汙染無所不在，大多由燃燒化石燃料與工業發展而來；而近年來聯合國雖極力推動綠色能源與環境永續發展，但早先累積的汙染尚未完全除去，因此生活中還是有重金屬暴露的疑慮。其中鉛屬於人體容易接觸的環境重金屬之一，包含早期的含鉛水管線、含鉛玩具、汽油燃燒與油漆場域等皆具鉛暴露風險，可能造成神經病變與貧血等相關症狀。 　　為了減輕重金屬毒性和回收環境重金屬利用，使用植物修復環境和生物吸附劑過濾性材料近來受到重視。日本理研可持續性資源科學中心(RIKEN Center for Sustainable Resource Science)的研究人員觀察到葫蘆蘚(Funaria hygrometrica)可於銅、鋅、鉛汙染處生長良好，故推測苔蘚植物能成為淨化水土環境的綠色材料。 　　由實驗結果得知葫蘆蘚接觸含鉛溶液時，植株細胞壁、內質網和葉綠體中均可偵測到鉛，吸收量高達其乾重的74％；而大部分吸收到的鉛均累積到細胞壁，經核磁共振分析顯示，由聚半乳醣醛酸(polygalacturonic acid)和纖維素(cellulose)組成的多醣可有效與鉛結合，且植株累積的高濃度鉛不易再脫附。【延伸閱讀】從水產加工廢水中回收養分新技術 　　此外，實驗還發現從植株中分離的細胞壁也能有效清除環境中的鉛，表示細胞壁的特殊結構使得葫蘆蘚能在含鉛環境中具高度耐受性，且鉛的吸收能力不因pH降低而受到影響，因而認定葫蘆蘚為具有從重金屬廢水中回收鉛並降低鉛毒性等雙重潛力之生物材料。 　　相關研究發表於PLOS ONE

北方玉米葉枯病(Northern corn leaf blight)為玉米的真菌性病害之一，其病原為Setosphaeria turcica，是子囊菌的一種，感染後造成玉米葉片上具有綠灰色壞死病斑，未及時處理會使得產量下降。雖然先前的研究已找出玉米中的抗性基因，但真菌也會持續演化以突破玉米的防禦，故需了解S. turcica和玉米基因間的相互作用與長久以來遺傳的變化，以幫助辨別致病菌株與生產具穩定抗性的玉米品種。 　　目前已知Ht1、Ht2、Ht3和HtN等基因能協助玉米抵抗不同品系的北方玉米葉枯病，但確切的機制與基因位置尚未明瞭。為研究毒性與其他性狀發育間的遺傳關聯，伊利諾大學(University of Illinois)的植物病理學助理教授Santiago Mideros及其團隊繪製了S. turcica的基因圖譜，並使用不同性狀的玉米雜交，分離了221個子代，透過定序與分析後列出了2078個單核苷酸多態性標誌(single-nucleotide polymorphism markers)；透過觀察病原與植株間的親和性與基因變化找出了AVRHt1和AVRHt2的位置，以及顯示了真菌毒性與菌絲生長間的關係。此外還確定了基因分子標記，未來可針對田間環境取樣，找出田間環境中的致病菌株，或是幫助培養具有抗性的玉米品種。【延伸閱讀】對抗小麥莖銹病的新發現 　　相關研究發表在Phytopathology

加拿大工業部在2017年5月24日提出了「創新超群計劃」(Innovation Superclusters Initiative)希望透過加強大型企業現有的商業力量，吸引高度創新的中小型企業與相關的研究人才合流，除了藉投資加速商業化模式，也能提高關鍵技術能力，幫助各行業應對挑戰。 　　政府預計在2017-2022年間投入9.5億美元，鼓勵學校研究、大型業者與新創小型企業的合作，以希望加強各區域潛力企業的共同創新發展，建立大規模的企業群體，提升國內經濟增長。此外，也可促進企業創新與繁榮並提升提升、增加工作與學習機會，逐步將國內既有的企業優勢轉化為全球優勢。 　　為了促進國家進步，計劃主旨在於響應企業需求，邀請高度創新行業的領導者參與轉型思考，確定具有最大潛力的具體事業方針、優先事項和措施，通過各方優勢縮小區域內的差距以提升群體。 　　為擴大計畫影響範圍，申請者被要求匯集來自大公司、新創中小型企業、學研機構與其他方夥伴，合併企業共同投資與計畫捐款以配合計畫要求的主題進行戰略性的合作，為各區域建立創新系統與優勢，提升全球競爭機會。其中包含：【延伸閱讀】內閣批准2018國家生物燃料政策 藉技術指導直接提高成員生產力、業績和競爭性合作項目效益。 提供目標群體企業的服務與建立長期的夥伴關係，提高產品和服務的國內需求。 提供多元化技術和人才庫以提高區域勞動技能和能力，解決企業的人才需求。 提供資金、服務或資源等，使集體公司受益，更能導向創新。 立下良好定位，使企業能夠抓住市場機會，吸引國際投資和夥伴關係，提升國際優勢。 　　全球企業正在以前所未有的速度變革，要提升國家競爭力以面臨挑戰，企業必須以新的方式進行合作，建立共享優勢；無論是初創企業，中小企業還是大型企業，領導者都希望多方合作以提供解決方案。加拿大擁有世界級的創新技術和產業群體，能夠支援具全球競爭力的公司的發展，並吸引創意、人才和資本，建立長期的競爭優勢及全球品牌認知度，將對創造就業和經濟成長的影響更為顯著。

蜂群在環境中攝食的行為會受到花粉和花蜜中所含天然化合物刺激而影響，而這些天然化學物質能吸引適合或排除不適合的授粉昆蟲，例如奎寧能驅趕蜜蜂、部分酚類化合物則能誘引蜜蜂前來。而蜂蜜除了富含營養，也有許多可幫助蜜蜂提高免疫能力的物質，如芸香科(Rutaceae)和茜草科(Rubiaceae)植物花蜜中含有微量咖啡因(caffeine)，可幫助蜜蜂提高記憶力；對位香豆酸(p-Coumaric acid)則能提高蜜蜂的免疫能力，使蜜蜂代謝有機磷殺蟎劑的能力提高60%。 　　部分科學家認為，蜜蜂可能會感應及避免環境中的有毒化學物質，但2015年的研究發現，歐洲蜜蜂和至少一種大黃蜂實際上更喜歡與新菸鹼類殺蟲劑混合的食物。此外，其他研究表明，歐洲蜜蜂(Apis mellifera)的解毒能力有限，接觸殺真菌劑等有毒化合物會干擾其代謝能力。 　　為了研究蜜蜂行為，伊利諾大學(University of Illinois)測試蜜蜂在自由飛行時對摻有不同化合物糖水的反應，其中包含了九種在花蜜、花粉或蜂膠中普遍存在的植物化學物質，以及經常汙染蜂巢的兩種除草劑—阿特拉津(Atrazine)和草甘膦(Glyphosate)和三種殺真菌劑-白克列(Boscalid)、百菌清(Chlorothalonil)和撲克拉(Prochloraz)。【延伸閱讀】農地周邊的地景複雜度決定天敵生物防治的效果 　　研究結果發現，蜜蜂均優先選擇槲皮素(Quercetin)，槲皮素是蜜蜂判別食物的信號。此外，蜜蜂偏好特定濃度的草甘膦和百菌清，並透過收集食物將這些化學物質帶回蜂巢中。然而，蜂農會定期使用殺蟎劑幫助清理密蜂的寄生蟲蟎，但蜜蜂接觸殺真菌劑後會干擾體內代謝殺蟎劑的效果，可能使得殺蟎劑在短時間內累積高濃度而危害蜜蜂。

中國的大規模養豬產業需要大量人力資源的投入，為顧及防疫檢疫問題，還需管控工作人員的進出；員工除了需負擔額外的健康風險，長期下來也容易造成作業效率不彰之情形。對於大規模豬場而言，建立有效的管理系統相當重要。阿里巴巴旗下的阿里雲(Alibaba Cloud)宣佈，將與四川特驅集團、德康集團合作，將觸手伸到農業領域，對名為ET大腦的人工智能系統進行研發和訓練，以期實現AI養豬的目標，擴大現有的雲端業務功能。 　　引入人工智慧等先進技術，對於提升養豬效率具有非常重大的意義。這些以往需要依靠人力的工作，如今都可以由影像圖像分析、人臉識別、語音識別、物流算法等技術來完成。未來各豬隻都將有獨特的生長數據，內容包含其品種、年齡、體重、飲食和活動變化等資訊。據瞭解，阿里雲和特驅集團合作的第一波工作包含了各類豬隻數量識別、豬群行為特徵分析、疾病監控和預警、無人秤重等。除了可緩解人力不足的困境，亦可減少人為介入、改善動物緊張之情形。初步實驗結果顯示，通過分析這些數據並應用新的畜牧方法，阿里雲能幫助每頭母豬平均每年生產三頭小豬，並將豬的死亡率降低3％。【延伸閱讀】在人工智慧發展下的農業變革 　　雖然目前未能確定此系統何時會實際投入應用面，但期望以後能將人力更加有效地運用於管理豬場，並減少農民動物接觸的健康威脅。阿里雲總裁Simon Hu表示:希望未來人工智慧能通過提高收入和減少勞動解放農民。

地球上人口增長快速，預計到2050年將有97億人口，每人所分配到的資源將比現在更少；如何更有效率地獲得食物與緩解糧食腐敗將是未來的主要課題之一。然而，現有的糧食生產技術雖不斷突破高產限制，但大量產生的農產品卻常因儲存條件的限制而腐壞，形成食物浪費。為了使得現有的糧食生產達到更佳的利用效果，需要有效地延長食物保存時間，以便運送到更遠處。 　　蔬果於採收後，將歷經老化、微生物感染，以及腐壞分解之過程，即使存放在冷箱中，也只能稍微延長腐敗的時間。此外，簡易的蔬果保鮮技術於開發中國家尚未普及，即使這些國家能大量收穫農產品，也無力完整使用新鮮農產。為此，美國加州聖塔芭芭拉市(Santa Barbara)的Apeel Sciences公司開發了簡易且快速的水果保鮮技術，萃取香蕉等蔬果表面的天然酯類，並將其製程粉末產品，只要將粉末溶解便可噴撒或塗抹於新鮮農產品表面，形成保護層。此種「以食物保護食物」的技術除了可減緩水果表面的呼吸作用、水分散失與氧化時間，還能阻擋微生物入侵，延緩腐敗，適用於桃子、香蕉、草莓等農產，甚至能延長香蕉、鱷梨等水果兩倍的保存時間。【延伸閱讀】研究指出泡茶用水將大幅影響茶水口感及所含機能性成分多寡 　　此種使用於水果包裝線之酯類噴灑保鮮技術，已獲得美國FDA安全認證，同時也獲得美國有機產品之使用認證。預期將可減少農作物在非低溫儲存與長途運送上之損耗，減少地球資源之浪費，同時也能使消費者吃得更安心。

新加坡已經開始在幾個主要的水庫放置天鵝型機器人，除了用來監測水質外，因其外型與真正的天鵝相似，也不會破壞到環境景觀。此機器人稱為「智慧水質評估網路機器人」(The Smart Water Assessment Network robots)，內部包含多個感測器，能定時收集水質數據，經由Wi-Fi傳送數據到雲端，減少人力消耗與資料收集時間。【延伸閱讀】Aryballe開發的生物感測器—人造鼻，可幫助產品品管並輔助新產品開發 　　此機器人由新加坡國家水務局(Singapore's national water agency；Public Utilities Board)、新加坡國立大學環境研究所(National University of Singapore’s (NUS) Environmental Research Institute)和熱帶海洋科學研究所Tropical Marine Science Institute(TMSI)於2015年聯合設計，採樣、導航和用電等相關測試已於2016年完成；現在將其放到濱海、榜鵝、實龍崗、班丹和克蘭芝水庫等五個地方。這些機器人可以測量葉綠素a、溶氧量、濁度和綠藻量等參數，進行水體監測、自動採樣和污染物追踪，並可整合資訊作為水質預警和幫助決策進行。此外機器天鵝的本體堅固，遇到橡皮艇或小船時也無須擔心損壞。且下端具有螺旋槳與取水系統，監控範圍可遍布大範圍水域；除了平時自主移動外，必要時也可以遠程操控移動方向以修理或更新零件。

石油與煤對人類發展具有重要影響，尤其於19世紀工業革命後成為全世界使用的主要能源，但隨著這些儲藏於地底的物質大量開採及需求增加，未來將會供不應求，影響未來人類生活。目前各國正在積極開發新的替代能源與綠色能源之利用，期望在石油與煤完全耗盡以前能夠維持現有產業及生活所需之能源；而植物細胞壁含有大量的碳，適合作為生質能源發展材料，被視為高應用潛力的替代能源原料之一。 　　生質(或稱生物質，biomass)是指能夠做為燃料或工業原料使用的有機物，包含生物所產生之廢棄物、和動物皮毛、植物纖維原料等，不包括石油與煤礦。其中植物生質熱值相當高，其中大部分來自於細胞壁，但植物的細胞壁中的木質素性質非常穩定，除了不易被草食動物消化以外，也難以加工用於生質酒精的製造；若是能解決原料分解的問題，將有助於動物利用或轉換為生質能源。 　　阿魏酸(Ferulic Acid)和對位香豆酸(p-Coumaric acid)為草本植物和單子葉植物合成木質素的主要前驅物，部分研究人員認為降低植物中合成的阿魏酸含量有助於增加生質的分解效率。巴西農業研究機構(Brazilian Agricultural Research Corporation)、能源與材料研究中心(Brazilian Center for Research in Energy and Materials)與英國洛桑研究所(Rothamsted Research)和美國威斯康辛大學(University of Wisconsin)合作，利用RNA干擾(RNAi)狗尾草(Setaria viridis)與二穗短柄草(Brachypodium distachyon)的BAHD01基因表現，通過這種方式所生產的生質糖化效率可提高40-60%。【延伸閱讀】人工合成氨的新方法可降低能源消耗 　　就技術價值而論，光是巴西的生質燃料市場預估就有4億美元，牛養殖業也有1,900萬美元。且全球皆使用草料作為動物飼料與生質原料，故此發現可作為基因標誌選種，讓畜牧動物從飼料作物中獲取更高的能量，或選取更合適的能源作物種植，提高生質酒精的生產效率。相關研究發表於New Phytologist。

雖然目前已開發各種模仿真實皮膚的方法，但仿真度始終不足。哺乳類的真實皮膚由20種或更多功能不同的細胞構成，但現有的模仿組織卻只有包含其中一部分，且沒有一種能夠長出毛髮。 　　哺乳動物的毛囊(hair follicles，HFs)在胚胎發育期間由表皮和真皮之間的細胞相互影響而產生。在一般的動物模型中可通過多功能幹細胞(pluripotent stem cells，PSCs)分開培養成角質細胞(keratinocytes)和纖維母細胞(fibroblasts)，再將兩種細胞結合。而美國的印第安納大學(Indiana University)醫學院開發了3D小鼠胚胎幹細胞培養系統(three-dimensional (3D) mouse embryonic stem cell (mESC) culture)，並用來培養皮膚類器官(organoid)與模仿內耳分化，了解表皮細胞如何產生囊腫；但研究人員發現此方法還能產生具有類似毛囊的小型皮膚組織，毛囊的產生與分化有賴於表皮與真皮細胞的共同發展，此兩類細胞必須以特定的方式一起生長，才能使毛囊發育。使用肉眼觀察會發現皮膚細胞團看起來像帶毛的球體，漂浮於培養基中，毛囊向四面八方向外生長，如蒲公英種子。 　　皮膚類器官本身由三或四種不同類型的真皮細胞和四種類型的表皮細胞組成，比過往開發的皮膚組織更接近小鼠的真實皮膚。雖然研究小組還無法確定類器官表面上的毛髮屬於何種類型，但此技術可幫助創造更好的皮膚類器官模型，未來可用於藥物測試或是觀察觀察皮膚癌的發展等作業。【延伸閱讀】植物的衍生性揮發物質作為抗菌劑之潛力 　　相關研究發表於Nature、Nature Protocols和Cell Reports

美國加州的SMART CUPS公司推出了一系列可經由生物分解的杯子，杯子內部含有3D列印製成的微膠囊(稱為Katalyxt)，並將能量飲料成分包裹在其中，消費者只要加入水或其他液體進入杯子裡，就能夠溶出包裝中的能量飲成分，將水變成一杯真正的能量飲。 　　微膠囊已使用多年，包含口香糖香料、晶球優酪乳的晶球等皆為微膠囊技術的相關產品。微膠囊指利用特定材料(通常為天然或化學合成之高分子材料)包裹特定物質形成的微小顆粒，外層具有溶解性佳、穩定、不易與周圍環境反應等特性，內層則為藥物、精油、香料、食品等，以利於儲存、運輸和使用並降低揮發性或保護特殊成分。3D列印則於上個世紀80年代發起，在早期則多為製作形狀特殊或大型工藝之用，近年來因材料與技術創新，逐漸加快列印速度與應用領域，但目前尚未於食品界商業化運作。 　　此商品技術凸顯3D列印走入奈米化的成熟性，也展現了新型的飲料包裝技術，能夠一一疊放並以更環保的方式運輸及儲存，節省空間與燃料成本；此外，當消費者飲用過後，杯子本體也留作其他用途或包裝。另一方面，此產品帶有的極簡風格可鎖定逐漸壯大的綠色消費客群，促使消費著養成重複使用同樣的容器以達到環保訴求。【延伸閱讀】延長食品保存的特殊糖衣 　　公司計劃未來將使用微膠囊技術開發運動飲料、咖啡、茶、果汁、蛋白飲品等品項，並同時開發一次性淨水杯，將受到污染的水過濾為安全的飲用水。相關產品的新穎性成功引起了消費者興趣，然而產品不附杯蓋，甚至需要自備額外的乾淨飲用水才能使用，使得大眾懷疑使用的便利性與客群，將為未來產品推廣之課題。

近年來隨著科技進步、鏡頭畫質提升、影像處理晶片效率提高與辨識演算法的進展，使得生物辨識技術逐漸成熟；此外，民眾逐漸重視資訊安全，也使得生物辨識技術獲得市場重視。生物辨識技術是結合影像擷取、定位、影像處理與計算比對等多種技術結合，藉由獨特的生理特徵或行為來區分個體，常應用於資訊週邊產品的認證；除了廣為人知的指紋辨識、人臉辨識技術，現在也可運用在酪農業中的乳牛辨識。 　　英國初創公司Cainthus發展出獨特的視覺訊息計算方式，可運用於各式智能設備的測量分析，現在更與美國Cargill公司合作，將此技術應用於Dairy Enteligen平台的乳牛影像辨識。該圖像識別系統能透過攝影機拍攝的斑點和面部差異於數秒鐘內分辨個別牛隻，紀錄後以電腦系統監控個別牛隻的飲食及飲水量。除了將以往費時的手動紀錄轉換為即時記錄，還能於異常狀況發生時向農民發送健康警報，協助酪農預測問題並調整餵養措施，精進管理系統。【延伸閱讀】利用AI影像辨識勘查雞隻生長狀況 　　Dairy Enteligen能將牛奶產率、動物健康、飼料配方等資訊視覺化，使結果方便易懂；加上準確的牛隻辨識系統，可鎖定個別動物的生理變化，方面農民管理。雖然目前的發展重點在酪農業的電腦追蹤系統上，但預計未來將擴展到其他類型的畜牧動物，包括豬、雞以及水產養殖場。一旦客戶有能力做出積極的預測性決策，便可有效提升農場的作業效率與增強畜牧動物的健康和福祉。

羊是世界上主要畜牧動物之一，利用價值極高，而羊跛腳是羊隻最常見的健康問題之一；英國有90％以上的農民均曾發現羊的跛腳症狀，每年花費約8,000萬英鎊處理此問題。造成羊隻跛腳的原因眾多，包含肌肉病變、細菌或病毒感染、關節炎、腐蹄病等，除了影響行動外，羊隻也可能因疼痛而拒絕進食，進而損害健康，若能在羊群中及早發現個體症狀，可以盡快對個體病例進行處理，進而防止症狀在羊群中蔓延。 　　由於羊對外界非常敏感，當感覺受到威脅時很可能會極力掩蓋跛腳的現象，或因農民和獸醫靠近而變得較為活躍。因此到目前為止，跛腳的相關診斷只能依靠視覺檢查，且診斷結果不一定合乎真實狀況。英國諾丁漢大學(The University of Nottingham)的獸醫系與Intel及Farm Wizard公司合作開發一種新的智能穿戴式設備，可以自動檢測綿羊的跛腳症狀。【延伸閱讀】運用攝影機開發預警系統來檢測雞蟎侵擾 　　透過測試感測器放置位置與利用三軸加速度計與陀螺儀等感測器分析羊隻躺臥、站立、走路等一般行為，搭配隨機森林演算法(Random Forest algorithm)學習與分類，可以幫助判斷羊隻行動時的的姿勢異狀，協助農民與獸醫判斷羊跛腳症狀。此類傳感器運用的案例能促進畜牧動物的健康福利，且透過精確的行為監測系統能長期掌握動物行為與健康的變化，幫助農場主人快速決定用藥時機以預防疾病擴散。 　　相關研究發表於皇家學會(The Royal Society)