農(nóng)業(yè)，從來沒有停滯過前進的步伐。從互聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)，到智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)...從農(nóng)業(yè)1.0時代，農(nóng)業(yè)2.0時代，到農(nóng)業(yè)3.0、4.0時代...從靠人，靠機械，再到靠數(shù)據(jù)、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(nóng)業(yè)”、“農(nóng)業(yè)沒人干”的客觀現(xiàn)狀，中國農(nóng)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(nóng)場”。近些年，無人農(nóng)場已經(jīng)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(nóng)業(yè)的典型業(yè)態(tài)，必將會影響中國農(nóng)業(yè)未來30年的發(fā)展格局。但是，我們還得弄清楚“無人農(nóng)場”到底為誰建設(shè)、誰才是“無人農(nóng)場”的主人、“無人農(nóng)場”解決中國農(nóng)業(yè)什么問題...
一、 什么是無人農(nóng)場我們看到無人農(nóng)場，最先想到的“無人”，“不用人下田”、“不用人做農(nóng)事操作”等。筆者調(diào)研某個品牌公司時發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程只需要操作手機和電腦系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)經(jīng)營者、農(nóng)民可以實現(xiàn)“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(nóng)場：“耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋；機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動；自動避障異況停車保安全；作物生產(chǎn)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(nóng)場就是人工不進入農(nóng)場的情況下，采用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術(shù)，通過對農(nóng)場設(shè)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(nóng)場生產(chǎn)、管理任務(wù)的一種全天候、全過程、全空間的無人化生產(chǎn)作業(yè)模式。無人農(nóng)場的本質(zhì)是實現(xiàn)機器換人。另外，無人農(nóng)場通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、環(huán)境、種養(yǎng)對象、裝備等各要素的在線化、數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)對種植養(yǎng)殖對象的精準化管理、生產(chǎn)過程的智能化決策和無人化作業(yè)，其中物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能與機器人三大技術(shù)起關(guān)鍵性作用。
二、4大核心技術(shù)任何一個無人農(nóng)場想要實現(xiàn)“無人”、“少人”的情況下，突破口就是技術(shù)、科技、數(shù)字、人工智能、機器、信息技術(shù)等技術(shù)的綜合應用。
我們來梳理下，無人農(nóng)場里的4大核心技術(shù)：
1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(diào)控提供關(guān)鍵參數(shù)；可以為裝備的導航、作業(yè)的技術(shù)參數(shù)獲取提供可靠保證；確保裝備間的實時通信。
2.大數(shù)據(jù)云計算技術(shù)
大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)提供農(nóng)場多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，進行去粗存精、去偽存真、分類等處理方法；能在眾多數(shù)據(jù)中進行挖掘分析和知識發(fā)現(xiàn)，形成有規(guī)律性的農(nóng)場管理知識庫；能對各類數(shù)據(jù)進行有效的存儲，形成歷史數(shù)據(jù)，以備農(nóng)場管控進行學習與調(diào)用；能與云計算技術(shù)和邊緣計算技術(shù)結(jié)合，形成高效的計算能力，確保農(nóng)場作業(yè)，特別是機具作業(yè)的迅速反應。
3.人工智能技術(shù)
人工智能技術(shù)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(nóng)場云管控平臺提供基于大數(shù)據(jù)的搜索、學習、挖掘、推理與決策技術(shù)，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(shù)
尤其是5G技術(shù)的出現(xiàn)，必將加速了無人農(nóng)場的發(fā)展。據(jù)悉，在5G技術(shù)大帶寬、低延時等優(yōu)勢加成下，網(wǎng)絡(luò)時延可以控制在20毫秒以內(nèi)，讓無人駕駛農(nóng)機的穩(wěn)定性、安全性大幅提升，未來將實現(xiàn)農(nóng)機全方位、高速度地探查周邊環(huán)境，將提升智能農(nóng)機的安全性與可操作性，實現(xiàn)更精準地定位服務(wù)，逐步實現(xiàn)對全區(qū)所有納網(wǎng)農(nóng)機的高效運行管理。
除了以上4大技術(shù)之外，農(nóng)業(yè)機器人設(shè)備也是無人農(nóng)場的核心。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算、人工智能技術(shù)及5G信息技術(shù)加持下，植保無人機、插秧機、收割機、采摘機等智能設(shè)備、智能農(nóng)機成功替代了“人”，執(zhí)行相關(guān)的命令及操作，完成播種、耕作、病蟲害監(jiān)測、收割、采摘等農(nóng)事作業(yè)。
羅院士還介紹，無人農(nóng)場具有五大特點：耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋；機庫田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動；自動避障異況停車保安全；作物生產(chǎn)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(shù)據(jù)、信息、智能設(shè)備才是組成無人農(nóng)場的核心要素。
眾所周知，相比于工業(yè)、消費品行業(yè)，農(nóng)業(yè)受政策的影響最激烈。每一次農(nóng)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(jīng)常出現(xiàn)在各級會議論壇里。羅錫文院士多次表示，如今，世界農(nóng)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(nóng)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(nóng)場”、“無人農(nóng)場”等等相關(guān)政策，推動“無人農(nóng)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(guān)文件，提出“通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與人工智能等技術(shù)，創(chuàng)新發(fā)展農(nóng)業(yè)智能裝備，提高涉農(nóng)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(shù)、農(nóng)村勞力短缺、人工成本高的問題，確保農(nóng)業(yè)安全自主可控。”2021年2月，國家層面還發(fā)布《關(guān)于全面推進鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》，提出“建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)體系，推動新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)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(nóng)機技術(shù)路線圖。工業(yè)和信息化部相關(guān)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(shù)為主、具備自動行走能力的智能農(nóng)機裝備，在集中連片的大型平原地區(qū)農(nóng)場，具備高度自主行走能力的智能農(nóng)機、完全自主行走能力的農(nóng)機將成為作業(yè)主力，形成一批商業(yè)化的無人農(nóng)場。除了國家級政策之外，各級地方政府也在落地無人農(nóng)場政策。比如，廣東省“十四五”規(guī)劃明確提出強化農(nóng)業(yè)科技支撐,大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè),并提出建設(shè)農(nóng)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(nóng)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(nóng)場。
四、哪些公司推動無人農(nóng)場筆者認為，無人農(nóng)場是智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)的最好、且最成功的落地模式。另外，無人農(nóng)場的出現(xiàn)幫助互聯(lián)網(wǎng)公司、農(nóng)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(wǎng)農(nóng)業(yè)代表公司-阿里巴巴一直堅持科技賦能農(nóng)業(yè)的理念，幫助農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。早在2018年，阿里對外發(fā)布未來農(nóng)場計劃，表示將在三年時間內(nèi)，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(nóng)場計劃”將通過智能離心噴灑技術(shù)，減少對藥物對作物的重噴、漏噴；AI技術(shù)根據(jù)病蟲害程度，精確計算灌藥量，實時校準噴灑。“未來農(nóng)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(zhì)量，都能保證。在農(nóng)業(yè)落地上，極飛科技堅持科技應用農(nóng)業(yè)，結(jié)合智慧設(shè)備，積極構(gòu)建無人未來農(nóng)場的藍圖。極飛科技創(chuàng)始人兼CEO彭斌表示，希望把超級農(nóng)場打造成硬核的無人農(nóng)場模板，未來可以被復制和推廣。同時，超級農(nóng)場還將作為農(nóng)業(yè)科技的孵化基地向外界開放，讓更多農(nóng)業(yè)技術(shù)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(nóng)場項目。今年10月份，極飛科技還發(fā)布了一款軟件產(chǎn)品——極飛農(nóng)場 App，旨在幫助中小型農(nóng)場和家庭農(nóng)場實現(xiàn)數(shù)字化管理，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。近些年，以“以科技塑造農(nóng)業(yè)未來”的博創(chuàng)聯(lián)動公司也在加碼“無人農(nóng)場”的落地，從農(nóng)業(yè)機械智能控制與遠程聯(lián)網(wǎng)的精準農(nóng)業(yè)升級改造入手，融入農(nóng)田和農(nóng)作物信息化，打造面向全球的無人農(nóng)場智慧作業(yè)平臺，推動“會種田”到“慧種田”的農(nóng)業(yè)升級。2021年4月，博創(chuàng)聯(lián)動開始建設(shè)浙江嘉興無人農(nóng)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(nóng)場”建設(shè)。筆者認為，農(nóng)業(yè)科技公司、互聯(lián)網(wǎng)公司落地無人農(nóng)場，核心是結(jié)合自身的優(yōu)勢，打通品牌、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)融合，并帶動自身業(yè)務(wù)布局。無人農(nóng)場不是結(jié)束，而是業(yè)務(wù)服務(wù)的開始。他們圍繞無人農(nóng)場不斷地注入科技的力量，幫助中國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
五、無人農(nóng)場應用場景
農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察調(diào)研了結(jié)合當前無人農(nóng)場的情況，梳理了6個無人農(nóng)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(nóng)場類型。目前我國農(nóng)機自動導航駕駛系統(tǒng)已經(jīng)在大田種植中開始規(guī)模化推廣應用，隨著應用技術(shù)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(zhì)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(wǎng)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(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，實現(xiàn)了果園標準化生產(chǎn)技術(shù)的集成應用與示范推廣。未來無人果園需進一步技術(shù)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(shù)據(jù)的實時回傳，達到及時、全面了解果園生產(chǎn)狀況；開展果業(yè)生產(chǎn)、儲運、銷售數(shù)字化研究，制定各環(huán)節(jié)數(shù)字化標準，實現(xiàn)果業(yè)產(chǎn)業(yè)全鏈條數(shù)字化呈現(xiàn)；通過云服務(wù)、邊緣計算設(shè)備、智能作業(yè)前端裝備實現(xiàn)云邊端一體化的農(nóng)業(yè)智能作業(yè)新模式。
3.無人溫室
無人溫室是集數(shù)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(chǎn)品水平較為先進，已具備自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)設(shè)備，但我國設(shè)施農(nóng)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(shè)施栽培生產(chǎn)技術(shù)的自動化、智能化、機械化水平，從環(huán)境調(diào)控自動化、生產(chǎn)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(chǎn)權(quán)的設(shè)施農(nóng)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(chǎn)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(zhì)量，實現(xiàn)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(shè)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(shù)字化設(shè)備，精準監(jiān)測畜禽養(yǎng)殖投入品和產(chǎn)出品數(shù)量，實現(xiàn)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(xiàn)代信息技術(shù)，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(chǎn)力和經(jīng)營管理效率的過程，是推進漁業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，加速漁業(yè)轉(zhuǎn)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(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)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(wǎng)箱自動升降控制、無人機巡航等數(shù)字技術(shù)裝備普及應用。
6.生產(chǎn)型蔬菜無人農(nóng)場
北京市首個生產(chǎn)型蔬菜無人農(nóng)場示范取得成功。該無人蔬菜農(nóng)場位于陽坊鎮(zhèn)，園區(qū)內(nèi)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(nóng)場中，已有70%以上實現(xiàn)了數(shù)字化自主管理，經(jīng)測產(chǎn)，達到商品化水平的首茬甘藍實現(xiàn)畝產(chǎn)5000斤，有力證明了生產(chǎn)型蔬菜無人農(nóng)場獲得成功。隨著技術(shù)的成熟，無人農(nóng)場的應用類型還將會越來越多。當然，在探索無人農(nóng)場應用之際，經(jīng)營者不僅僅解決“如何種”的難題，還要解決“如何溢價”。無人農(nóng)場不僅僅降低成本，還需要實現(xiàn)從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)的突破，成為未來農(nóng)業(yè)的新商業(yè)。
六、未來前景
無人農(nóng)場是一個綜合體新農(nóng)業(yè)，其包括物聯(lián)網(wǎng)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、人工智能、智能設(shè)備，還是設(shè)施農(nóng)業(yè)、生物農(nóng)業(yè)、信息技術(shù)、生物育種等等新農(nóng)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(nóng)場加速了中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化駛?cè)?ldquo;快車道”。
1.牽引著一個萬億級市場
僅智慧農(nóng)業(yè)和生物育種2大市場規(guī)模就達千億級。數(shù)據(jù)顯示，2021-2027年全球智慧農(nóng)業(yè)市值年復合增長率（Compound annual growthrate，CAGR）將達到9.7%。結(jié)合中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，初步預估2021年我國智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達685億元，預計2022年我國智慧農(nóng)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(nóng)業(yè)科技應用與落地
隨著無人農(nóng)場的興起，農(nóng)業(yè)科技不再是“實驗室”的項目，而是積極與產(chǎn)業(yè)融合、并成為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的加速器。與此同時，無人農(nóng)場還會帶動新技術(shù)、新科技、新商業(yè)的落地與應用，從而帶動中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，利好中國農(nóng)業(yè)。
3.行業(yè)標準缺乏，挑戰(zhàn)與機會并存
標準化才會產(chǎn)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(nóng)場還沒有形成標準。參與者都按照自己的設(shè)想打造無人農(nóng)場，這是挑戰(zhàn)也是機會。
另外，隨著無人農(nóng)場的發(fā)展，標準化也將會逐步建成；如此，才會推動無人農(nóng)場產(chǎn)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(nóng)場的企業(yè)大多是農(nóng)業(yè)科技公司或互聯(lián)網(wǎng)公司，這些公司憑借互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、品牌等優(yōu)勢成為“第一個吃螃蟹的人”。但是，農(nóng)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(shù)升級、渠道升級、商業(yè)模式升級目前的無人農(nóng)場還停留在技術(shù)層面的升級，深層次的變革還有待迭代與躍遷。如何幫助農(nóng)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(nóng)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(nóng)場絕不能成為互聯(lián)網(wǎng)公司、科技公司的“試驗田”，而應該成為加速中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的壓艙石。
當然，隨著國家政策落地，中國全面現(xiàn)代化世紀目標的推進，無人農(nóng)場、高科技農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等新模式、新業(yè)態(tài)逐漸成為現(xiàn)實。與此同時，新的商業(yè)模式也會不斷地涌現(xiàn)，我國農(nóng)業(yè)將由大國走向強國的步伐不可阻擋。在助力農(nóng)業(yè)農(nóng)村的層面，科技不應停留在技術(shù)賦能環(huán)節(jié)，更需在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、商業(yè)化、品牌化等層面進行破局、重構(gòu)。
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