農業(yè)，從來沒有停滯過前進的步伐。從互聯(lián)網農業(yè)，到智慧農業(yè)、數字農業(yè)、智能農業(yè)...從農業(yè)1.0時代，農業(yè)2.0時代，到農業(yè)3.0、4.0時代...從靠人，靠機械，再到靠數據、靠人工智能、機器人...每一次的進步不僅僅科技的進步，也是人的進步...
近些年，面對“年輕人不愿干農業(yè)”、“農業(yè)沒人干”的客觀現狀，中國農業(yè)迎來“十字路口”。“如何變”、“如何改”...其辦法就是“機器替代人”，“讓機器來種地”。說到“機器替代人”最成功的落地模式，一定是“無人農場”。近些年，無人農場已經成為資本、政府、企業(yè)“熱捧”的新業(yè)態(tài)、新布局，還成為未來農業(yè)的典型業(yè)態(tài)，必將會影響中國農業(yè)未來30年的發(fā)展格局。但是，我們還得弄清楚“無人農場”到底為誰建設、誰才是“無人農場”的主人、“無人農場”解決中國農業(yè)什么問題...
一、 什么是無人農場我們看到無人農場，最先想到的“無人”，“不用人下田”、“不用人做農事操作”等。筆者調研某個品牌公司時發(fā)現，在農田里，無人拖拉機、無人插秧機、無人收割機……從耕地、播種、施肥、灌溉到收獲，整個農業(yè)生產過程只需要操作手機和電腦系統(tǒng)，農業(yè)經營者、農民可以實現“坐在辦公室種田”、“不用下田”、“減少下田頻次”的夢想。中國工程院院士羅錫文用了高度概括的五句話來描述無人農場：“耕種管收生產環(huán)節(jié)全覆蓋；機庫田間轉移作業(yè)全自動；自動避障異況停車保安全；作物生產過程實施全監(jiān)控；智能決策精準作業(yè)全無人。”從概念上來看，無人農場就是人工不進入農場的情況下，采用物聯(lián)網、大數據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對農場設施、裝備、機械等遠程控制或智能裝備與機器人的自主決策、自主作業(yè)，完成所有農場生產、管理任務的一種全天候、全過程、全空間的無人化生產作業(yè)模式。無人農場的本質是實現機器換人。另外，無人農場通過對農業(yè)生產資源、環(huán)境、種養(yǎng)對象、裝備等各要素的在線化、數據化，實現對種植養(yǎng)殖對象的精準化管理、生產過程的智能化決策和無人化作業(yè)，其中物聯(lián)網、大數據與云計算、人工智能與機器人三大技術起關鍵性作用。
二、4大核心技術任何一個無人農場想要實現“無人”、“少人”的情況下，突破口就是技術、科技、數字、人工智能、機器、信息技術等技術的綜合應用。
我們來梳理下，無人農場里的4大核心技術：
1.物聯(lián)網技術
物聯(lián)網技術可以確保動植物生長在最佳的環(huán)境下；可以動態(tài)感知動植物的生長狀態(tài)，為生長調控提供關鍵參數；可以為裝備的導航、作業(yè)的技術參數獲取提供可靠保證；確保裝備間的實時通信。
2.大數據云計算技術
大數據、云計算技術提供農場多源異構數據的處理技術，進行去粗存精、去偽存真、分類等處理方法；能在眾多數據中進行挖掘分析和知識發(fā)現，形成有規(guī)律性的農場管理知識庫；能對各類數據進行有效的存儲，形成歷史數據，以備農場管控進行學習與調用；能與云計算技術和邊緣計算技術結合，形成高效的計算能力，確保農場作業(yè)，特別是機具作業(yè)的迅速反應。
3.人工智能技術
人工智能技術一方面給裝備端以識別、學習、導航和作業(yè)的能力，另一方面為農場云管控平臺提供基于大數據的搜索、學習、挖掘、推理與決策技術，復雜的計算與推理都交由云平臺解決，給裝備以智能的大腦。
4.信息技術
尤其是5G技術的出現，必將加速了無人農場的發(fā)展。據悉，在5G技術大帶寬、低延時等優(yōu)勢加成下，網絡時延可以控制在20毫秒以內，讓無人駕駛農機的穩(wěn)定性、安全性大幅提升，未來將實現農機全方位、高速度地探查周邊環(huán)境，將提升智能農機的安全性與可操作性，實現更精準地定位服務，逐步實現對全區(qū)所有納網農機的高效運行管理。
除了以上4大技術之外，農業(yè)機器人設備也是無人農場的核心。在物聯(lián)網技術、云計算、人工智能技術及5G信息技術加持下，植保無人機、插秧機、收割機、采摘機等智能設備、智能農機成功替代了“人”，執(zhí)行相關的命令及操作，完成播種、耕作、病蟲害監(jiān)測、收割、采摘等農事作業(yè)。
羅院士還介紹，無人農場具有五大特點：耕種管收生產環(huán)節(jié)全覆蓋；機庫田間轉移作業(yè)全自動；自動避障異況停車保安全；作物生產過程實時全監(jiān)控；智能決策精準作業(yè)全無人。因此，科技、數據、信息、智能設備才是組成無人農場的核心要素。
眾所周知，相比于工業(yè)、消費品行業(yè)，農業(yè)受政策的影響最激烈。每一次農業(yè)的變革，均來自政策的牽引或助推。另外，“誰來種地”、“如何種地”、“如何科學種地”等問題經常出現在各級會議論壇里。羅錫文院士多次表示，如今，世界農業(yè)面臨著一個嚴峻的問題——人口老齡化，解決誰來種地的問題迫在眉睫，搞“無人農場”就是為了解決誰來種地的問題。為了破解種地難題，近些年，各級政府和行業(yè)部門紛紛出臺并落地“智慧示范農場”、“無人農場”等等相關政策，推動“無人農場”的發(fā)展。早在2020年10月，國家發(fā)布《第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標的建議》的相關文件，提出“通過農業(yè)大數據與人工智能等技術，創(chuàng)新發(fā)展農業(yè)智能裝備，提高涉農人員運用信息與知識水平和管理決策能力，核心解決卡脖子與短板技術、農村勞力短缺、人工成本高的問題，確保農業(yè)安全自主可控。”2021年2月，國家層面還發(fā)布《關于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農業(yè)農村現代化的意見》，提出“建立農業(yè)農村大數據體系，推動新一代信息技術與農業(yè)生產經營深度融合”。今年5月，由工業(yè)和信息化部指導，中國發(fā)布了首個智能農機技術路線圖。工業(yè)和信息化部相關負責人指出，到“十四五”末期，中國平原地區(qū)主要糧食作物將全面普及以導航技術為主、具備自動行走能力的智能農機裝備，在集中連片的大型平原地區(qū)農場，具備高度自主行走能力的智能農機、完全自主行走能力的農機將成為作業(yè)主力，形成一批商業(yè)化的無人農場。除了國家級政策之外，各級地方政府也在落地無人農場政策。比如，廣東省“十四五”規(guī)劃明確提出強化農業(yè)科技支撐,大力發(fā)展智慧農業(yè),并提出建設農業(yè)人工智能裝備研究中心,打造10個粵港澳大灣區(qū)無人農場。江蘇無錫市、上海嘉定區(qū)、北京海淀區(qū)、浙江嘉興市、四川成都市、安徽亳州市、廣西馬山縣、湖南長沙市等100多個縣市區(qū)積極加碼無人農場。
四、哪些公司推動無人農場筆者認為，無人農場是智慧農業(yè)、數字農業(yè)、智能農業(yè)的最好、且最成功的落地模式。另外，無人農場的出現幫助互聯(lián)網公司、農業(yè)科技公司尋找到了新的商業(yè)落地的切入點。作為互聯(lián)網農業(yè)代表公司-阿里巴巴一直堅持科技賦能農業(yè)的理念，幫助農業(yè)產業(yè)轉型升級。早在2018年，阿里對外發(fā)布未來農場計劃，表示將在三年時間內，在全球建立包括水稻、棉花、臍橙等9大類作物的首批示范基地。同時，“未來農場計劃”將通過智能離心噴灑技術，減少對藥物對作物的重噴、漏噴；AI技術根據病蟲害程度，精確計算灌藥量，實時校準噴灑。“未來農場”對作物的選種、除草、播種、灌溉、施藥，全都進行有針對性和差異化的指導，對未來的每一個果實的質量，都能保證。在農業(yè)落地上，極飛科技堅持科技應用農業(yè)，結合智慧設備，積極構建無人未來農場的藍圖。極飛科技創(chuàng)始人兼CEO彭斌表示，希望把超級農場打造成硬核的無人農場模板，未來可以被復制和推廣。同時，超級農場還將作為農業(yè)科技的孵化基地向外界開放，讓更多農業(yè)技術在這里萌芽和生長。為此，早在2021年，極飛在新疆打造了3000畝超級棉田，還在廣州啟動了超級農場項目。今年10月份，極飛科技還發(fā)布了一款軟件產品——極飛農場 App，旨在幫助中小型農場和家庭農場實現數字化管理，提升農業(yè)生產效率。近些年，以“以科技塑造農業(yè)未來”的博創(chuàng)聯(lián)動公司也在加碼“無人農場”的落地，從農業(yè)機械智能控制與遠程聯(lián)網的精準農業(yè)升級改造入手，融入農田和農作物信息化，打造面向全球的無人農場智慧作業(yè)平臺，推動“會種田”到“慧種田”的農業(yè)升級。2021年4月，博創(chuàng)聯(lián)動開始建設浙江嘉興無人農場水稻種植。今年4月，博創(chuàng)聯(lián)動還主導首個海淀區(qū)406畝的“京西稻無人農場”建設。筆者認為，農業(yè)科技公司、互聯(lián)網公司落地無人農場，核心是結合自身的優(yōu)勢，打通品牌、產業(yè)、技術融合，并帶動自身業(yè)務布局。無人農場不是結束，而是業(yè)務服務的開始。他們圍繞無人農場不斷地注入科技的力量，幫助中國農業(yè)轉型升級。
五、無人農場應用場景
農業(yè)行業(yè)觀察調研了結合當前無人農場的情況，梳理了6個無人農場商業(yè)類型，并進行詳細介紹：
1.無人大田
無人大田是最早的無人農場類型。目前我國農機自動導航駕駛系統(tǒng)已經在大田種植中開始規(guī)模化推廣應用，隨著應用技術的成熟、決策模型精度的提高，在未來十四五期間，我國大田種植在裝備質量、機具種類、智能化水平上發(fā)展升級趨勢將會加快。
2.無人果園
無人果園通過引進并創(chuàng)新了網室保護性栽培、歐洲脫毒苗木、矮砧寬行密植栽培、全程機械化管理、農業(yè)物聯(lián)網等先進技術，實現了果園標準化生產技術的集成應用與示范推廣。未來無人果園需進一步技術集成與創(chuàng)新，研發(fā)地面?zhèn)鞲衅鳌⒏叻直媛屎教臁⒑娇沼跋穸嗑S度感知，采集數據的實時回傳，達到及時、全面了解果園生產狀況；開展果業(yè)生產、儲運、銷售數字化研究，制定各環(huán)節(jié)數字化標準，實現果業(yè)產業(yè)全鏈條數字化呈現；通過云服務、邊緣計算設備、智能作業(yè)前端裝備實現云邊端一體化的農業(yè)智能作業(yè)新模式。
3.無人溫室
無人溫室是集數字化、智能化于一體的無人溫室大棚種植。目前我國以無土栽培、立體種植、自動化管理為特征的植物工廠研發(fā)和產品水平較為先進，已具備自主知識產權的成套技術設備，但我國設施農業(yè)機械化率僅30%左右。
因而，在十四五期間，我國無人溫室需進一步提升設施栽培生產技術的自動化、智能化、機械化水平，從環(huán)境調控自動化、生產過程無人化、分級包裝智能化等重點方面入手，發(fā)展具有自主知識產權的設施農業(yè)機器人。
4.無人牧場
無人牧場是指畜禽育種、繁育、飼養(yǎng)和疾病防疫等環(huán)節(jié)以及產后運輸、處理等全過程的無人化精細養(yǎng)殖模式。牧場無人化精細養(yǎng)殖，降低了畜禽死亡率，提升了畜、禽質量，實現了畜、禽養(yǎng)殖場的機器代人目的。
無人牧場是未來牧場發(fā)展的大趨勢，未來將推進畜禽圈舍通風溫控、空氣過濾、環(huán)境感知等設備智能化改造，集成應用電子識別、精準上料、畜禽糞污處理等數字化設備，精準監(jiān)測畜禽養(yǎng)殖投入品和產出品數量，實現畜禽養(yǎng)殖環(huán)境智能監(jiān)控和精準飼喂。
5.無人漁場
無人漁場是運用現代信息技術，深入開發(fā)和利用漁業(yè)信息資源，全面提高漁業(yè)綜合生產力和經營管理效率的過程，是推進漁業(yè)供給側結構性改革，加速漁業(yè)轉型升級的重要手段和有效途徑。
其未來發(fā)展重點，將通過構建基于物聯(lián)網的水產養(yǎng)殖生產和管理系統(tǒng)，推進水體環(huán)境實時監(jiān)控、餌料精準投喂、病害監(jiān)測預警、循環(huán)水裝備控制、網箱自動升降控制、無人機巡航等數字技術裝備普及應用。
6.生產型蔬菜無人農場
北京市首個生產型蔬菜無人農場示范取得成功。該無人蔬菜農場位于陽坊鎮(zhèn)，園區(qū)內無人整地、無人植保、無人巡檢，只有各式無人機有序作業(yè)。目前，總面積47.2畝的農場中，已有70%以上實現了數字化自主管理，經測產，達到商品化水平的首茬甘藍實現畝產5000斤，有力證明了生產型蔬菜無人農場獲得成功。隨著技術的成熟，無人農場的應用類型還將會越來越多。當然，在探索無人農場應用之際，經營者不僅僅解決“如何種”的難題，還要解決“如何溢價”。無人農場不僅僅降低成本，還需要實現從技術到產業(yè)的突破，成為未來農業(yè)的新商業(yè)。
六、未來前景
無人農場是一個綜合體新農業(yè)，其包括物聯(lián)網農業(yè)、智慧農業(yè)、數字農業(yè)、人工智能、智能設備，還是設施農業(yè)、生物農業(yè)、信息技術、生物育種等等新農業(yè)業(yè)態(tài)，而且每一塊市場和環(huán)節(jié)都隱藏著巨大的市場機會與行業(yè)潛力；同時，無人農場加速了中國農業(yè)現代化駛入“快車道”。
1.牽引著一個萬億級市場
僅智慧農業(yè)和生物育種2大市場規(guī)模就達千億級。數據顯示，2021-2027年全球智慧農業(yè)市值年復合增長率（Compound annual growthrate，CAGR）將達到9.7%。結合中國農業(yè)產值，初步預估2021年我國智慧農業(yè)市場規(guī)模達685億元，預計2022年我國智慧農業(yè)市場規(guī)模將進一步增長至743億元，同比增長8.5%。另外，生物育種的市場規(guī)模也非常之大，2020年我國種業(yè)市場規(guī)模達552億元,過去5年年均復合增長率2.3%,市場規(guī)模居全球第二,僅次于美國。如此巨大的市場，就會形成巨大的虹吸效應，吸引著巨頭公司、政府積極加碼布局。
2.引爆農業(yè)科技應用與落地
隨著無人農場的興起，農業(yè)科技不再是“實驗室”的項目，而是積極與產業(yè)融合、并成為農業(yè)產業(yè)升級的加速器。與此同時，無人農場還會帶動新技術、新科技、新商業(yè)的落地與應用，從而帶動中國農業(yè)現代化發(fā)展，利好中國農業(yè)。
3.行業(yè)標準缺乏，挑戰(zhàn)與機會并存
標準化才會產業(yè)化，這是任何一個行業(yè)發(fā)展的規(guī)則。然而，目前無人農場還沒有形成標準。參與者都按照自己的設想打造無人農場，這是挑戰(zhàn)也是機會。
另外，隨著無人農場的發(fā)展，標準化也將會逐步建成；如此，才會推動無人農場產業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展。
4.沒有巨頭 需要深耕者
一個行業(yè)的發(fā)展，不能沒有巨頭。目前，參與無人農場的企業(yè)大多是農業(yè)科技公司或互聯(lián)網公司，這些公司憑借互聯(lián)網技術、品牌等優(yōu)勢成為“第一個吃螃蟹的人”。但是，農業(yè)的難題不僅僅降低成本、提高效率；而是要整體地升級，囊括技術升級、渠道升級、商業(yè)模式升級目前的無人農場還停留在技術層面的升級，深層次的變革還有待迭代與躍遷。如何幫助農業(yè)建立成本優(yōu)勢，如何幫助區(qū)隔式發(fā)展，如何幫助農業(yè)提檔升級...這些問題還需要破解，更需要重視；總之，無人農場絕不能成為互聯(lián)網公司、科技公司的“試驗田”，而應該成為加速中國農業(yè)現代化的壓艙石。
當然，隨著國家政策落地，中國全面現代化世紀目標的推進，無人農場、高科技農業(yè)、農業(yè)現代化等新模式、新業(yè)態(tài)逐漸成為現實。與此同時，新的商業(yè)模式也會不斷地涌現，我國農業(yè)將由大國走向強國的步伐不可阻擋。在助力農業(yè)農村的層面，科技不應停留在技術賦能環(huán)節(jié)，更需在農業(yè)產業(yè)、商業(yè)化、品牌化等層面進行破局、重構。
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