農業數字化風景下的靚點無人農場

杜名揚，張天柱

（1.北京中農富通農業規劃設計院有限公司，北京 100083；2.中國農業大學水利與土木工程學院，北京 100083）

我國自古就是農業大國，耕地面積位列世界第3，在全球占比約為8.6%，全國人口中鄉村人口占35.3%，2021年我國老年人口占比已達到18.9%，預計還將面對更快速的人口老齡化期。農業勞動力是農業生產中最重要的生產要素，傳統農業依靠大量的人力，隨著我國人口老齡化程度加深，農村勞動力向城市流動趨勢明顯，農業勞動力愈發短缺且成本增加，未來“誰來種地”問題日漸凸顯。傳統農業生產模式已無法適應市場要求，勞動生產率、農業生產效率和資源利用率亟待提高。

當前世界經濟數字化轉型加速，引領生產要素、技術路線、組織形態、商業模式全方位變革。新一代信息技術不斷迭代升級和融合創新，世界各國圍繞信息技術產業鏈、產業數字化轉型、數據治理能力為核心的國家競爭力正在成為新一輪國際競爭焦點。2021年我國數字經濟規模達到45.5萬億元，占GDP比重達到39.8%。近年來，我國高度重視數字農業農村發展，“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要作出“加快發展智慧農業，推進農業生產經營和管理服務數字化改造”的戰略安排。《促進大數據發展行動綱要》《數字鄉村發展戰略綱要》等接連出臺，《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》《“十四五”數字經濟發展規劃》等相繼發布，推動數字農業發展落地見效。

數字經濟與技術發展使無人農場由概念逐步走向現實，《“十四五”全國農業農村信息化發展規劃》提出探索無人農場、無人養殖場、無人漁場等技術集成與應用示范。《數字鄉村發展行動計劃（2022—2025年）》部署推進無人農場試點，通過遠程控制、半自動控制或自主控制，實現農場作業全過程的智能化、無人化。機器全面代替人工是一個循序漸進的過程，在其發展過程中不斷加快農業數字化進程，將成為未來農業可持續發展的一個重要方向。

有人農場到無人農場的演變歷程

隨著人類社會的不斷發展，經濟基礎、科學技術、市場需求、政策導向等不斷進步，農業生產力和生產關系也在不斷演變。從有人農場到無人農場并不是一蹴而就的，大致需要經歷傳統人力、機械化、自動化和無人化4個主要發展階段。

傳統農場

在20世紀以前，以熱力、電力為動力的機器不足，農業機械未被廣泛應用，傳統農場是農場的主要發展形態。傳統農場主要以人力、畜力進行農業生產，輔以簡單的手工工具和畜力機械。勞動力和土地是傳統農場的核心生產要素，主要特點是土地面積大、勞動力需求多、生產工具作業效率低。目前由于傳統農場生產方式明顯落后，在我國和發達國家已經基本不復存在，只在一些休閑農場通過將傳統農耕生產價值轉化為體驗價值而有所傳承保留。

機械化農場

19世紀至20世紀70年代，伴隨兩次工業革命帶來的科技成果應用，機械化農場開始發展起來。機械化農場在傳統農場基礎上升級，是借助現代農業機械進行農業生產，生產組織管理更加專業化、社會化和企業化的農場形態。其特點是以依靠農業機械等技術進步的集約型生產模式逐步替代了主要依靠土地規模擴大和勞動力增加的粗放型生產模式。目前，主要發達國家早已邁過了機械化農場階段，我國大部分農場已基本實現了機械化。

自動化農場

20世紀80年代以來，信息技術迅猛發展，促進了自動化農場的誕生。自動化農場是在機械化農場基礎上，將信息技術運用到農業機械，使其與生產作業、農場管理相互關聯，用自動化裝備代替傳統農業機械裝備進行農業生產的農場形態。具有農業生產管理高度智能化的特點，但仍離不開人的操作和管理。主要發達國家利用早已實現農業機械化和網絡通信技術普及的優勢，快速完成了農場自動化轉型，大部分農場已經達到了高度自動化。我國通過示范推廣項目逐步提高自動化農場的比例，但目前占比仍然不高，總體上仍處于機械化農場向自動化農場過渡的階段。

無人農場

近年來，隨著信息技術的迅速發展，無人農場的概念被提出來。無人農場是在勞動力不進入農業生產作業現場的情況下，采用物聯網、大數據、人工智能、5G、機器人等新一代信息技術，通過對設施、裝備、機械的智能調度，自主完成農業生產全過程的農場終極形態。其本質特征是通過新一代信息技術、智能裝備技術與先進種養殖工藝深度融合，全天候、全空間、全過程進行無人化作業，實現機器對農業勞動力的替代。目前，無人農場在全球已初現雛形，且部分發達國家進入小范圍應用階段。我國多地正在開展各種類型的無人農場實踐探索，預計將通過試點示范，逐步推進農場設施、智能裝備、組織管理等基礎條件走向成熟，而后實現大規模的普及推廣。

在無人農場的發展過程中，根據信息技術和智能農業裝備參與程度的不同，又可以劃分為3個不斷進階的形態，依次為遠程控制、無人值守和自主作業的無人農場。

此階段屬于無人農場的發展初期。由人對無人農場進行遠程控制，達到農場的無人化作業目標。優點是不需要人在現場參與操作，將人從繁重的體力勞動中解放出來，缺點是仍然需要人對生產管理進行規劃決策和遠程操作。

此階段屬于無人農場的發展中期。利用農業專家智慧與知識決策系統，通過視頻監控、圖像識別、人工智能等技術，實現農場在無人值守的情況下，各類智能設備也能按規劃開展作業。人在農場中的參與由控制轉變為決策，農場與人的交互逐漸減少。優點是系統能夠自主開展巡航作業，不需要專人一直對農場裝備進行監控和遠程操作，缺點是仍需人參與農業作業指令的下達與決策管理。

此階段屬于無人農場的發展后期。利用物聯網、5G、人工智能、大數據、云計算等技術，收集、分析、處理動植物生長發育特征、生長環境、智能農機裝備以及關聯的銷售、流通等數據，由搭建好的管控云平臺進行農場管理的自主規劃、自主決策、自主作業。其主要特征是整個生產過程不需要人類以任何方式參與，徹底將人從農業生產管理中解放出來，是農場發展的終極形態。

無人農場在農業數字化進程中的重要性

無人農場的實踐應用，對探索解決“誰來種地”“如何種好地”具有重要意義。數字化作為經濟發展新的驅動力量，發揮的作用越來越大。以物聯網、大數據、云計算、5G、3S技術、區塊鏈、人工智能等為代表的數字化技術廣泛應用于農業，將大幅度降低勞動生產成本，提高資源利用率、土地產出率和勞動生產率。依托生物技術、智能農機和信息技術建設的無人農場是實現農業數字化的重要載體之一。

無人農場降低勞動力成本，驅動農業數字化轉型

我國農業市場在經濟全球化進程中不斷開放，在國際市場上面臨激烈的競爭，我國勞動力人均作業的耕地面積分別是美國的1/110、英國的1/25、荷蘭的1/8，低效率、高成本已經成為阻礙我國農業發展的一大關鍵難題。我國主要農產品在生產中的勞動力成本占總成本比例都超過了1/3，農產品價格超過國際平均價格，降低生產成本已成為我國農業長遠發展的必由之路。無人農場的建設將大大緩解農業勞動力成本問題，在不增加勞動力的情況下擴大生產規模，還可以實現更細致、更精準的生產管理。雖然無人農場中需要的智能裝備初始購置費用較高，但是其生產率遠超人力，可不斷拉低后期使用成本，從現實需求上驅動農業數字化轉型。

由于農業數字化轉型在早期需要大量布置先進傳感器和物聯網等基礎設施設備，同時應用各種先進信息技術，研發投入巨大且應用維護成本較高，導致生產經營主體對農業數字化的投入積極性不高，通過數字化解決實際問題的效果有限。但隨著無人農場的探索和發展，數字智能裝備創新迭代加快，產業分工日趨專業和細化，數字化科技成果轉化應用于農業領域程度加深，農業數字化相關的科研機構和企業主體研發和投入意愿增強，極大促進數字農業設施裝備的適配性和實用性提升，農業生產成本逐步降低，更好地驅動了農業數字化轉型。

無人農場實時更新應用數據，促進農業大數據價值釋放

大數據已成為新的生產要素、國家基礎性戰略資源，正快速發展為發現新知識、創造新價值、提升新能力的新一代信息技術和服務業態。農業是大數據產生和應用的重要組成部分，但相比于其他行業大數據的應用，農業數據由于具有采集難度大、關聯領域廣、跨越周期長、影響因素多、處理信息繁雜等特點，其應用發展還較為滯后。

無人農場之所以能實現無人化管控，最關鍵的基礎就是農業大數據。2020年，我國農業生產信息化水平最高的省份達到42.6%，全國平均為22.5%，畜禽養殖、設施栽培、大田種植、水產養殖行業的信息化水平分別為30.2%、23.5%、18.5%、15.7%。田間地頭有大量的傳感器、采集器、控制器等智能裝備運行，在作業的同時收集海量的數據資源，提高了農業大數據的采集能力，為后期數據的分析預測奠定了基礎，也進一步推動了農場向信息化、無人化發展。

在無人農場中，通過多種途經獲取遙感影像數據、動植物生命體征數據、生長環境數據以及市場信息數據等，經過大數據處理分析，將海量農場數據中有用的信息挖掘出來，結合分析模型，對動植物生長情況進行推理和預判，將決策結果輸出為控制指令，最終應用于無人農場的智能裝備，指導其精準作業。農業大數據在這一整套生產作業過程充分釋放價值，將形成對生產管理精準決策必不可少的有力支撐。

無人農場豐富應用場景，加快農業全產業鏈數字化

在農場生產管理過程中，需要對農事作業、農業投入品使用、災害預報預警、農產品銷售、農產品質量安全追溯等全產業鏈環節進行統籌管理，無人農場通過信息管理平臺整合農業全產業鏈數據資源，對傳統農業全方面、全環節、全過程進行數字化改造，提高全要素生產率。在生產環節，借助物聯網、遙感、人工智能技術在繁、育、管、收等過程中的應用，為農業生產管理、監測預警、指揮調度提供數據支撐，提高智能化作業水平；在銷售環節，促進對農產品加工企業、農產品批發交易市場、農產品消費電子商務等倉儲銷售數據的收集整理，為生產、收購、貯藏、加工、運輸等環節的全程追溯管理提供數據支撐，提高農產品產加銷精準對接水平；在服務環節，將農事操作經驗、知識和技術數據化，以信息流帶動技術流、資金流、人才流和物資流，為與金融、保險、期貨等現代服務業融合提供真實有效的數據支撐，加速傳統農業向集約高效的數字化新型農業經營方式轉變。

無人農場通過信息技術與一二三產業的深度融合，在大田種植、果園種植、設施栽培、畜牧水產養殖等不同類型的農場有豐富的應用場景。無人大田、無人溫室、無人果園、無人牧場、無人漁場的實現，需要耕、種、管、收生產環節全覆蓋，環境控制和作物管理、采摘、運輸、分揀、包裝全自動，產、加、銷、儲、運全過程管理，每個工序的無人化都需要大量數據支撐，加之不同地區不同類型的無人農場實現的技術路徑各異，廣闊的應用場景將加快拉動農業全產業鏈數字化建設。

打造無人農場的基礎條件

大田種植、溫室生產、畜禽養殖、水產養殖等不同類型的無人農場表現形式不盡相同，但都需要具備一定的基礎條件，包括基礎設施系統、作業裝備系統、測控系統和管控云平臺系統等。

無人農場的“骨干”——基礎設施系統

基礎設施系統是無人農場的硬件基礎架構，一般涵蓋道路、水利設施、電力設施、廠房、設施、倉庫、車庫、通信設備等，為設施裝備開展無人化作業提供基本環境保障。在傳統農場的基礎上，一方面無人農場在田塊或種養殖小區劃分、道路體系規劃上應符合農機作業的需求，實現作業道路與農機具倉庫聯通、農機作業路線循環暢通；另一方面需要保證4G/5G網絡信號好、農場面積全覆蓋，同時具備機房等硬件設施。

無人農場的“四肢”——作業裝備系統

作業裝備系統是無人農場生產和管理過程中使用的智能設備和裝置的統稱，是無人農場中執行農事作業的核心工具。根據作業任務特點分為固定裝備和移動裝備，固定裝備不用移動就可以進行作業，如無人牧場的智能分群設備、飼喂設備、智能穿戴設備；無人溫室的環境調控設備、分揀包裝設備、能源管理和水肥管理設備等；移動設備在開展作業任務時需要移動，如無人果園中的采摘機器人，無人牧場中的智能巡檢設備，無人大田中的智能農機、無人機等。

無人農場的“神經”——測控系統

測控系統是無人農場信息的感知和控制系統，智能獲取和傳遞無人農場關鍵信息數據。通過衛星遙感、無人機、傳感器、定位導航裝置、攝像裝置、網絡傳輸模塊等空天地一體化設備體系快速、實時采集動植物生長狀態、農場環境狀態、裝備裝置運行狀態等信息，進行監測和通信，并反饋自主作業決策，對智能裝備精準控制。

無人農場的“大腦”——管控云平臺系統

無人農場管控云平臺系統是無人農場的智能處理中心，對各種數據實施采集和存儲，挖掘有效信息，進行分析、處理、決策等智能學習和計算，對各種設施裝備下達作業指令。無人農場的信息量和實時數據處理的計算量巨大，需要集成云存儲、云計算、云平臺服務等系統，保障為用戶提供快速、穩定服務。

無人農場具有設備多、系統復雜、協調性強等特點，四大系統的建設不是簡單地實現各自部分的功能，而是系統之間相互關聯、相互反饋，通過系統集成技術組成一個有效的整體。

國內外無人農場典型案例及經驗

2017年，全球第1個大田無人農場由英國哈珀亞當斯大學（Harper Adams University）研究小組建設；第1個無人蔬菜農場在日本京都建成，第1個無人漁場在挪威實施；之后，無人農場在澳大利亞、韓國等地也相繼出現。從2019年開始，無人大田、無人豬場等不同形態的無人農場在我國福建、黑龍江、山東、北京等地不斷延續開展實踐。縱觀全球，各國結合自身產業布局、農業生產經營現狀，在無人農場技術體系中的發力點各有不同。

國外無人農場典型發展模式

隨著全球氣候變化加速和農業產業競爭加劇，近幾年英國農業部門收入波動顯著增加。英國政府高度重視，自2013年開始，從宏觀層面制定“農業技術戰略”，統籌謀劃通過信息技術和“大數據”應用提升農業生產效率。在生產端，利用空間技術、衛星定位導航技術、地理信息技術等獲取氣候、位置等數據，輔助精準種植和養殖，生產方式向精準農業轉變；在銷售端，通過發布消費、價格等數據促進農業生產部門了解市場，以便更有效地對接市場需求。構建高效的數據收集和分析處理平臺是其實現精準農業無人農場的基礎和前提。

2017年，在率先建設的無人農場里，英國哈珀亞當斯大學的科研團隊通過無人機監測作物長勢，應用其開發的可由農場主在控制室操作的自動拖拉機實施耕地、播種作業，最后由自動聯合收割機完成農田收割。下一步將深入研究提高程序的精度，采集大量數據信息支撐專業預測。英國的農場應用遙感系統、全球定位系統、地理信息系統、作物生產管理專家系統、大數據技術等，形成了較為完備的精準農業技術體系。目前全英農場在不同程度上對精準農業技術有所應用，超過20%的農場整體實現精準生產作業，在牧場中，90%以上應用了機器人和自動擠奶設備。

美國農村人口僅占全國總人口的1%，但空間地域廣闊，土地資源要素以及機械設備數量多而價格偏低，而人力資源價格相對偏高，因此，美國逐步形成了農業資本相對充足且各類涉農資源高度市場化的智慧農業整體發展模式，其發展無人農場也以大規模經營以及智能化精準農業為主。

在美國農場中，傳感器、物聯網、衛星定位系統、智能農機、智能機器人、無人機等技術和裝備得到廣泛應用。超過2/3的農場在生產中運用傳感器采集數據，從播種到收獲，都由智能農機輔助作業，大幅提高了運營效率。在生產計劃環節，利用信息系統管理平臺輔助決策，輸入地塊基本信息，氣候、土壤等生產環境信息，水、電等資源信息，勞工信息，市場銷售信息等，進行智能模型測算，從而輸出最優的種植作物和時間等計劃方案；在播種環節，使用智能農機等裝備開展自動化耕地、播種；在日常管理環節，利用物聯網、氣象站等設備，對溫度、濕度、光照、降水量、風速等環境參數進行實時監測，從而精確每個地塊的作業時間，智能噴藥機按照設定的路線施肥、打藥；在收獲環節，使用智能收割機、智能采摘機進行采收，提高大規模農場、果園的作業效率。

日本國土面積相對較小，而人口數目卻十分龐大，人均耕地面積不足美國的6%，由于土地產權要素的稀缺性使其價格較高，日本選擇的是工廠化、自動化生產的集約化模式，以彌補農業資源供給缺乏的短板，為提高農產品國內生產量夯實基礎。

日本陸續創建連棟式現代化超大型溫室，農戶在溫室管理中通過傳感設備與終端銜接，直接通過身邊的電腦或手機隨時隨地監測溫室內環境狀況以及農作物生長狀況，并對溫室內各因素遠程控制，從而完成節能與提高農作物抗病性的雙重戰略目標。根據生產需要，對用于農業設施種植和管理的設備進行研發，具備輕便且功效多樣等優點，比如自動化控溫控濕設備、育苗播種設備以及自動化嫁接設備等。日本京都企業Spread公司建設的無人蔬菜農場，實現由計算機和機器人完全控制，包括監測溫室內的光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等指標，實施從種植到收獲的所有環節生產作業等。2018年，農業無人機的市場規模在日本已經超過約合人民幣8億元，以農業機器人為核心的無人農場將是未來農場布局的重點。

荷蘭是世界上耕地面積最小的國家之一，人均耕地面積僅有560 m，且農業勞動力有限，因此高度重視發展高科技農業。荷蘭政府為農民提供衛星支持，已有約八成的農民使用GPS系統，利用其獲取農田信息，科學分析農場情況；同時，也通過無人機等技術收集田間信息。在與自然抗爭中荷蘭迅速發展設施園藝產業，成為世界上最密集的高科技溫室園藝產業集群。荷蘭設施農業通過設備智能統籌通風、加溫、降溫、補光、補充二氧化碳等調控措施，通過水肥一體化設備、采摘車等完成灌溉、施肥、采摘，通過信息管理系統記錄分析勞動時間、成本費用等，實現環境控制精準化，生產作業機械化，管理和經營數字化。由于產業高度專業化、集約化發展，自動化、智能化程度快速提高，技術與產品同時輸出，在國際市場上的競爭力日益突出。

荷蘭對農業種植模型的研究由來已久，通過智能模型分析挖掘植物生長規律，逐步實現識別智能化、學習智能化、決策智能化、作業智能化。在此基礎上，2018年，荷蘭瓦赫寧根大學（WUR）主辦了國際人工智能溫室種植大賽。2020年，在第二屆國際智慧溫室種植挑戰賽中，采用AI和物聯網等前沿技術優化種植決策，遠程自動控制溫室種植，所有參賽隊的收成都超越了人工種植。其中，冠軍團隊在無人值守的溫室中，實現番茄種植每667 m資源消耗減少16%，凈利潤增加121%，種植成果超過具有20年經驗的農業生產專家。

國內無人農場典型案例及經驗

隨著農業機械化、農業遙感、環境與動植物生理信息傳感器、農業機器人、大數據、人工智能等快速發展，國內無人農場的探索實踐也蓬勃開展，各地都有不同類型的無人農場試點不斷涌現。

2019年，在福建的中國以色列示范農場，首款人工智能農業機器人在蔬菜大棚里正式啟用，自動進行全天候生產巡檢，成為農業人工智能機器人從試驗室到農場創新突破的里程碑標志。該農業機器人能夠實時移動，利用機器視覺技術實時回傳大量清晰的圖像和視頻，與人工田間檢測相比，采集的點位更多，傳輸的數據更全面，圖像和視頻更精準，還能通過VR進行遠程會診、遠程教學等。下一步將繼續研發識別果蔬病蟲害和成熟度的模型算法，拓展病蟲害智能診斷防控、機器人仿生手采摘、自動運輸等功能。

在佳木斯建三江墾區的七星農場，5.3 hm的“5G無人農場”項目已落地試驗。田間監控系統及傳感器能監測風向、風速、溫濕度、氣壓、降雨量、土壤濕度、蟲情、病害以及秧苗各生長季節的長勢；拖拉機、插秧機無人駕駛，農機作業視頻監控、農機遠程控制、農機數據和作業軌跡實時展示等，可完成無人化生產作業；通過智能化設備將全部數據上傳“云”平臺，形成農業大數據，經過智慧“大腦”中樞的充分模擬與運算，為農業生產提供精準、科學的數據分析和種植方案。經過測算，無人駕駛插秧機的作業效率是普通插秧機的數倍，可以減少農場用工超過70%，節肥30%～50%，節水15%～20%，減少農藥施用10%～30%，整體工作效率提高20%～30%，667 m綜合增效在80元以上。

在青島智能化生豬養殖場，每一頭豬都有出生日期、性別、體質量、系譜檔案等記錄，形成一豬一檔的身份認證。豬舍里裝有濕簾和負壓風機等設備，可以實現自動通風、控溫、控濕，使豬的體感溫度常年保持在20 ℃左右；安裝全自動喂料、喂水、糞便處理裝備，提供舒適的養殖環境，保持豬只最佳生長狀態。通過養殖智能分析管控系統開展實時數據的采集、傳輸、分析，對豬舍環境和生豬的生存狀況進行監控，有效指導養殖生產管理。結合視頻監控系統和報警聯動裝置，管理員可以在電腦或手機上查看養殖場環境信息，接收異常報警信息，及時對異常狀況進行應急指揮調度和遠程控制。據測算，豬場減少勞動力20%以上，降低了生產成本，減少疫病發生，提高了母豬產仔率和生豬成活率，增加了經濟效益。

北京市近年來陸續開展農業物聯網試點示范工程實施、智慧農園建設、涉農信息資源整合等工程，在各類園區和農場示范推廣室外氣象監測站、智能灌溉系統、無人機、小型農機設備、溫室環境監測系統、溫室自動卷膜系統、農事管理系統、出入庫系統、銷售系統、農產品質量追溯系統等各種軟硬件產品和機械裝備應用，農業生產數字化水平顯著提高。節水灌溉和測土配方施肥等信息化技術和產品被廣泛應用到大田生產中，例如昌平區的國家精準農業研究示范基地、海淀區上莊鎮的京西稻無人農場、平谷區峪口鎮的無人果園農場；視頻監控技術、環境自動監測技術、質量追溯等信息化技術等被廣泛應用到設施園藝作物生產和畜牧畜禽的養殖，例如海淀區上莊鎮智能連棟溫室大棚、房山區竇店鎮智慧牧場（肉牛）。其中，應用于蔬菜種植的無人農場建設如下。

露地蔬菜無人農場

在位于昌平區的國家精準農業研究示范基地，2020年開始研發和試驗露地蔬菜規模化生產人機智能協作技術，其中以甘藍為例，對從深松、旋耕、起壟、播種、灌溉、采收、運輸等生產全過程開展機械化無人作業；2021年，通過農業物聯網信息獲取、智能水肥管理、無人機遙感等措施，使作業裝備數字化集成升級；2022年，一批智能機器人在生產中啟用，如自動駕駛拖拉機、植保無人機、巡檢無人機、運輸機器人等，基本形成了露地蔬菜無人農場技術體系。目前，以甘藍和辣椒為代表的蔬菜無人農場除移栽和采收仍需少量工人操作以外，各生產環節都已實現無人化，相較于傳統農場生產模式，人工成本降低1/2以上，節約用水量超過1/3，產量提高3%～5%。

設施蔬菜無人農場

在海淀區上莊鎮建設的10 hm智能連棟溫室大棚，全部采用無土栽培生產模式和全程數字化管理，實現了環境調控及水肥管理的自動化。種植的番茄首批產量預計達到700 t，單位面積產量是普通大棚番茄的3倍以上。通過應用品種篩選和優化、溫室環境調控（包括光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等）、水肥一體化循環利用等智能設備和農藝措施，達到產量提高3%，生產成本降低5%的效果。同時由于植株管理的專業化，生產勞動效率比普通設施提高2倍以上，每個工人管理土地面積可達2 700 m。

無人農場發展趨勢及展望

在中國工程院發布的《全球工程前沿2021》農業領域10項工程研究前沿和10項工程開發前沿中，分別包含1項和5項與無人農場密切相關的關鍵技術，無人農場符合國家戰略發展要求和世界發展趨勢，是未來農業領域技術集成應用的亮點。

無人農場將長期引領我國農業數字化和農業新技術發展

“機器換人”是無人農場的核心目標，通過技術變革和模式創新驅動，徹底顛覆以往的生產方式。為實現這一目標，需要實施作業的機械裝備能夠做到智能感知、自主決策、精準作業、緊密協同，涉及大量種養殖生產技術、信息技術、生物技術、裝備技術等不同領域技術的交叉融合。無人農場的運行是各種硬件設備和軟件系統高度集成的系統工程，包括傳感器、物聯網、農機裝備、人機交互、機器人、大數據、云平臺等，既要求單項技術穩定可靠、精準無誤，又要求各項技術之間嚴密銜接、環環相扣。這對每項技術都帶來新挑戰，也將成為升級新動力，引領各項技術不斷迭代創新和農業數字化轉型。

無人農場需要政策支持，政企學研商深度合作的可持續發展模式有待探索

無人農場是戰略性新興產業，目前還處于萌芽發展階段，技術體系和商業模式仍在摸索，前期投入成本較高，急需政府營造政策支持環境，進行宏觀指導和統籌協調。建立配套政策體系，謀劃基礎設施、信息、教育、金融、信貸、稅收等多方面政策，有效整合科技、人才、資金、項目等資源，推進無人農場建設。鼓勵民間資本進入，特別是大型農業龍頭企業立足自身資源加大無人農場相關技術研發投入，探索無人農場生產模式和應用場景。加快科研院所在基礎理論、關鍵技術和實用產品方面的研究開發，提供生產實際用得上、用得起、用得好的配套技術和裝備。加強與農業服務企業、銷售企業、金融機構等產業鏈上下游企業合作，探索多種商業模式，以降低應用成本，全面推動無人農場產業化和可持續發展。

無人農場急需加大關鍵技術攻關力度，加快成果轉化和集成應用示范

無人農場的落地需要大量成熟可靠的關鍵技術，特別是圍繞農業傳感器與信息采集系統、高端智能農機裝備、農業機器人、農業大數據與計算智能、農業模型與算法等短板技術及薄弱環節，集中力量加強攻關。如在無人農場信息獲取方面，加速攻克高品質、低功耗專用傳感器，有效采集農業生產環境和動植物生長狀況體征數據，提高精準性、可靠性；在無人農場智能決策方面，構建動植物生長機理模型，攻克農業大數據融匯治理技術、云計算與云服務技術、農業知識和產業信息智能分析決策技術，不斷積累數據，修正、優化決策的算法模型；在無人農場自主控制方面，重點攻克農機裝備人機交互、農機導航精準作業、農機智能監測預警與運維管理等技術，提升農機作業分析決策和智能控制水平。通過數字農業示范基地、農業現代化示范區等試點推進信息技術、智能裝備與農藝結合的技術體系研究，加速成果轉化，逐步推廣應用。

無人農場推進農業生產數字化轉型，指導科學生產、精準決策

目前，農業大數據已成為農業研究與應用的熱點，我國在農業數據的關聯預測、模擬預警等方面已經有系統模型應用于實際場景，如農業氣象災害、農作物病蟲害、農產品質量安全、農產品價格指數等監測預警，準確指導應急指揮調度和重大風險防范。未來，無人農場的示范推廣將進一步促進農業生產數字化轉型，通過建立動植物生長模型模擬植物生長環境與用水、用肥、用藥量，動物畜舍環境與飼喂量、飼養周期等因素與產量之間的內涵關系，實施精量施肥、精量施藥、精量飼喂，提高農產品效益和品質；通過大數據采集與分析，實時監測、掌握農業生產、市場運行、消費需求等實際情況和變化趨勢，及時研判預警突發異常狀況，提前采取防御管控措施，從而指導無人農場科學生產、精準決策，實現高效增產。

我國無人農場建設剛剛起步，發展中仍然面臨著不可避免的問題和挑戰，需要不斷深入研究探索，未來有望通過無人農場實踐加快5G、大數據、人工智能、物聯網、機器人等新一代信息技術在農業領域的廣泛應用，縮小與發達國家農業科技的差距，促進農業生產管理的數字化、信息化、無人化、智能化、生態化轉型升級，助力全面推進鄉村振興和加快農業農村現代化，展現讓農業有奔頭、農民顯神采、鄉村煥新顏的靚麗風景與幸福畫卷。