李道亮

編者的話：習(xí)近平總書記在剛剛閉幕的中央農(nóng)村工作會議上指出：“全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，是需要全黨高度重視的一個關(guān)系大局的重大問題?！睕]有農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，就沒有國家現(xiàn)代化。發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，出路在科技。黨的十九屆五中全會明確提出要“建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)”。放眼世界，智慧農(nóng)業(yè)是大勢所趨。立足國情，智慧農(nóng)業(yè)是我國提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力的必然選擇?？茖W(xué)把握智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢，探索符合中國實際的智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展之路，是我們在新發(fā)展階段須要深入研究的一個重要課題。本期我們聚焦智慧農(nóng)業(yè)前沿問題，邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者建言獻(xiàn)策。敬請垂注！

【摘要】無人農(nóng)場開啟了未來農(nóng)業(yè)新模式，以“三全”無人化為最根本特征，其從遠(yuǎn)程測控走向自主作業(yè)經(jīng)歷了初級、中級、高級三個階段。未來無人農(nóng)場將會依靠物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算、人工智能、智能裝備與機(jī)器人等四大共性關(guān)鍵技術(shù)助力，同時得益于基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、智能裝備系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、農(nóng)場管控云平臺系統(tǒng)等四大系統(tǒng)的協(xié)同，將實現(xiàn)無人大田農(nóng)場、無人果園、無人溫室、無人牧場、無人漁場等五種類型。無人農(nóng)場將引領(lǐng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)發(fā)展、生產(chǎn)現(xiàn)代化模式及農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方向，在此過程中需加強(qiáng)對無人農(nóng)場相關(guān)模式的研究，編制無人農(nóng)場發(fā)展規(guī)劃，探索無人農(nóng)場發(fā)展的商業(yè)模式，進(jìn)一步優(yōu)化和完善無人農(nóng)場的政策環(huán)境。

【關(guān)鍵詞】無人農(nóng)場? 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)? 農(nóng)業(yè)技術(shù)革命

【中圖分類號】F303.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2020.24.007

無人農(nóng)場開啟未來農(nóng)業(yè)新模式

農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷史是一個不斷利用先進(jìn)技術(shù)改進(jìn)生產(chǎn)工具，提高勞動生產(chǎn)率、資源利用率、土地產(chǎn)出率，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、安全性、營養(yǎng)水平，降低勞動強(qiáng)度、農(nóng)產(chǎn)品成本、生產(chǎn)風(fēng)險的過程。在先后經(jīng)歷了石器、青銅器、鐵器、機(jī)械化、電氣化階段后，新一代信息技術(shù)支持下的數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)正在世界各國如火如荼地展開。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的出現(xiàn)，一場新的農(nóng)業(yè)技術(shù)革命正在悄然興起。2017年，英國哈珀亞當(dāng)斯農(nóng)業(yè)大學(xué)（Happer Adams University）研究小組率先創(chuàng)建世界第一個無人大田農(nóng)場;同年，日本京都Spread公司創(chuàng)建第一個蔬菜無人農(nóng)場，挪威建立第一個無人漁場;隨后，澳大利亞、韓國也陸續(xù)開始建設(shè)無人農(nóng)場。

黨的十九屆五中全會站在“兩個一百年”奮斗目標(biāo)歷史交匯點的戰(zhàn)略高度提出，基本實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化要優(yōu)先發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，提高農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益和競爭力，實施鄉(xiāng)村建設(shè)行動，并首次在黨的全會上提出要建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)。2019年，我國山東、福建、北京等地開始探索無人大田農(nóng)場、無人水稻農(nóng)場和無人豬場。2020年，我國第一個無人漁場在廣州南沙建成。無人農(nóng)場開啟了未來農(nóng)業(yè)的新篇章。

“三全”無人化是無人農(nóng)場的最根本特征

無人農(nóng)場就是在勞動力不進(jìn)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(jī)器人等新一代信息技術(shù)，通過對設(shè)施、裝備、機(jī)械等遠(yuǎn)程控制、全程自動控制或機(jī)器人自主控制，完成所有農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)的一種全新生產(chǎn)模式。全天候、全過程、全空間的無人化作業(yè)是無人農(nóng)場的基本特征，裝備代替勞動力的所有工作是無人農(nóng)場的根本屬性。

全天候無人化就是從種植或養(yǎng)殖的開始到結(jié)束，全天24小時人不進(jìn)入生產(chǎn)場地，所有業(yè)務(wù)工作都由機(jī)器完成。因此，需要對農(nóng)業(yè)動植物的生長環(huán)境和生長狀態(tài)，以及所有農(nóng)場裝備自身的工作狀態(tài)進(jìn)行實時、在線監(jiān)測，需要農(nóng)場數(shù)據(jù)的安全、高效傳遞，云平臺在此基礎(chǔ)上下達(dá)指令開展農(nóng)場生產(chǎn)與管理工作。全過程無人化，就是農(nóng)場從生產(chǎn)、運輸?shù)疆a(chǎn)后等過程的所有環(huán)節(jié)都不需要勞動力參與，由機(jī)器自主自動完成，特別是在業(yè)務(wù)對接環(huán)節(jié)，需要設(shè)施與裝備之間互聯(lián)，完成自主對接。全空間的無人化，就是農(nóng)場的物理空間中不需要勞動力介入，無人運輸車、無人作業(yè)船、無人機(jī)即可完成物理空間的移動作業(yè)，并實現(xiàn)固定裝備與移動裝備的無縫對接。

無人農(nóng)場：從遠(yuǎn)程測控走向自主作業(yè)

無人農(nóng)場按照技術(shù)的先進(jìn)程度或?qū)崿F(xiàn)的先后順序，大致可以分為三個階段。

無人農(nóng)場的萌芽階段——遠(yuǎn)程控制。該階段各類機(jī)械、裝備實現(xiàn)了高度的自動化，通過智能控制系統(tǒng)進(jìn)行線上的作業(yè)管理，實現(xiàn)農(nóng)場的無人化作業(yè)，完成了從人力現(xiàn)場控制農(nóng)場到遠(yuǎn)程控制農(nóng)場的演進(jìn)，是機(jī)器換人的初級階段。遠(yuǎn)程控制的無人農(nóng)場使得人工不再進(jìn)入農(nóng)場就可以遠(yuǎn)程線上操作，并參與決策，因此也稱徒手農(nóng)場（hand-free farm），或有人值守的無人農(nóng)場。

無人農(nóng)場的中級階段——無人值守。無人值守農(nóng)場比遠(yuǎn)程控制農(nóng)場更先進(jìn)，是無人農(nóng)場的中級階段。該階段農(nóng)場裝備達(dá)到了高度的智能化，人工不再需要時時刻刻對農(nóng)場進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，農(nóng)場裝備可以自主作業(yè)，人在這個階段的作用是參與計劃和進(jìn)行作業(yè)決策，因此也稱為無人值守（unattended operation farm）的無人農(nóng)場。

無人農(nóng)場的最高形態(tài)——自主作業(yè)。該階段是無人農(nóng)場的終極階段，人工不再參與農(nóng)場的任何環(huán)節(jié)，農(nóng)場環(huán)境、動植物、設(shè)施和裝備之間可以自主協(xié)同與交互，農(nóng)場的所有生產(chǎn)與管理任務(wù)，都由云管控平臺自主計劃和自主決策，裝備與機(jī)器人自主完成所有農(nóng)場業(yè)務(wù)，是完全無人的自主作業(yè)農(nóng)場（unmanned farm）。

四大共性關(guān)鍵技術(shù)助力無人農(nóng)場未來可期

無人農(nóng)場作為一個新興事物，是集新一代信息技術(shù)、裝備技術(shù)和種養(yǎng)工藝技術(shù)于一身的復(fù)雜的系統(tǒng)工程。無人農(nóng)場通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源、農(nóng)場環(huán)境信息、動植物信息、裝備狀態(tài)信息等各要素的在線化、數(shù)據(jù)化，實現(xiàn)對農(nóng)場動植物生產(chǎn)過程的智能化決策、無人化作業(yè)和精準(zhǔn)化管理，其中，四大共性關(guān)鍵技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。農(nóng)場要實現(xiàn)無人化作業(yè)，裝備首先要有感知環(huán)境的能力和判斷動植物生長狀態(tài)的能力，動植物、裝備和云平臺之間的要實現(xiàn)交互，需要對環(huán)境、裝備、動植物的全面感知技術(shù)和農(nóng)場系統(tǒng)之間的可靠傳輸技術(shù)，為裝備的自主作業(yè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使各種裝備網(wǎng)聯(lián)化成為可能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供傳感器、射頻識別技術(shù)為核心的農(nóng)場信息全面感知技術(shù)，用于采集農(nóng)場各要素信息數(shù)據(jù)以及裝備的狀態(tài)參數(shù)和位置信息;提供以機(jī)器視覺和遙感為核心的動植物表型技術(shù)和視覺導(dǎo)航技術(shù)，代替人的視覺來獲取動植物的生長狀態(tài)和環(huán)境的識別，為裝備的自主作業(yè)和動植物的生長調(diào)控提供關(guān)鍵參數(shù);提供控制器局域網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi等無線傳感網(wǎng)絡(luò)、5G或更高通信協(xié)議的移動通信技術(shù)，確保無人農(nóng)場農(nóng)業(yè)信息有效、可靠的互聯(lián)和共享。

大數(shù)據(jù)技術(shù)。無人農(nóng)場要完成自主作業(yè)和無人化管控，關(guān)鍵的基礎(chǔ)就是農(nóng)場的大數(shù)據(jù)。無人農(nóng)場通過傳感器等獲取農(nóng)場環(huán)境數(shù)據(jù)、裝備數(shù)據(jù)、動植物生長狀態(tài)數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)等，這些海量的數(shù)據(jù)來源廣泛、類型復(fù)雜。因此，源源不斷的農(nóng)場數(shù)據(jù)如何通過大數(shù)據(jù)獲取、處理、存儲、分析和應(yīng)用技術(shù)，提取有價值的信息服務(wù)于無人農(nóng)場，從而實現(xiàn)精準(zhǔn)化作業(yè)，成為最關(guān)鍵的問題。大數(shù)據(jù)提供農(nóng)場海量數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，采數(shù)據(jù)清洗、集成、轉(zhuǎn)換、規(guī)約等，將有用的信息挖掘出來，并形成規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，使其能夠滿足數(shù)據(jù)存儲和分析的要求;提供多類型農(nóng)場大數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)，通過新型數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)和技術(shù)擴(kuò)展、封裝技術(shù)進(jìn)行各類數(shù)據(jù)的有效存儲，形成歷史數(shù)據(jù)，以備云平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)與調(diào)用;提供統(tǒng)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用技術(shù)，從海量數(shù)據(jù)中挖掘有用信息，并與云計算技術(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)場無人化、精準(zhǔn)化作業(yè)有效、快速進(jìn)行。

人工智能技術(shù)。無人農(nóng)場的核心是實現(xiàn)裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工勞動力，關(guān)鍵是賦予裝備判斷、思考和決策的能力。人工智能為農(nóng)場提供信息的智能識別能力，采用直觀數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像預(yù)處理、專業(yè)知識和智能篩選對裝備獲取的信息進(jìn)行篩選和處理，以提高決策和作業(yè)的準(zhǔn)確性;提供信息的智能學(xué)習(xí)與推理技術(shù)，采用機(jī)器學(xué)習(xí)和知識圖譜等對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)并建立學(xué)習(xí)模型，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行解析與判斷，為無人農(nóng)場決策打下基礎(chǔ);為云管控平臺提供智能決策技術(shù)，復(fù)雜的計算與推理都交由云平臺解決，讓裝備擁有智慧的大腦。

智能裝備與機(jī)器人技術(shù)。無人農(nóng)場要實現(xiàn)對人工勞動的完全替換，關(guān)鍵是靠智能裝備與機(jī)器人完成傳統(tǒng)農(nóng)場人工要完成的工作。智能裝備與機(jī)器人是人工智能技術(shù)與裝備技術(shù)深度融合的結(jié)果，除上文提到的人工智能技術(shù)外，智能裝備與機(jī)器人還需機(jī)器視覺、導(dǎo)航定位、裝備狀態(tài)的智能識別及各種場景作業(yè)的精準(zhǔn)控制技術(shù)的支撐。一般情況下，固定裝備與移動裝備共同完成無人農(nóng)場各種生產(chǎn)和管理任務(wù)，無人作業(yè)車、無人作業(yè)船、無人機(jī)及農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)揮著重要作用。

這四大共性關(guān)鍵技術(shù)在無人農(nóng)場中扮演著不同角色，缺一不可。針對不同的應(yīng)用場景，應(yīng)采用不同的技術(shù)集成方案，展現(xiàn)不同的無人農(nóng)場形式。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、智能裝備與機(jī)器人等新一代信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，裝備將會慢慢代替人工勞動力參與農(nóng)場的所有業(yè)務(wù)，無人農(nóng)場成為可能。

四大系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)農(nóng)場無人化

雖然不用類型的無人農(nóng)場應(yīng)用對象和業(yè)務(wù)系統(tǒng)不同，但大致都由四大系統(tǒng)組成。

基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。該系統(tǒng)是實現(xiàn)無人農(nóng)場的基礎(chǔ)條件，主要包括道路設(shè)施、倉儲設(shè)施、供水設(shè)施、電力設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等，為無人農(nóng)場提供基礎(chǔ)工作條件和環(huán)境，是無人農(nóng)場運行的最基本保障。無人農(nóng)場場景和對象不同，基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)可能會略有不同，但目的皆是為無人農(nóng)場的穩(wěn)定、有效運行提供基礎(chǔ)服務(wù)和有力支撐，基礎(chǔ)前提都是為裝備代替人工勞動力提供可實現(xiàn)的條件。

智能裝備系統(tǒng)。智能裝備系統(tǒng)是無人農(nóng)場作業(yè)的執(zhí)行系統(tǒng)，主要分為固定裝備系統(tǒng)和移動裝備系統(tǒng)。固定裝備系統(tǒng)不需移動即可完成農(nóng)場的主要作業(yè)，比如，無人溫室的水肥一體化設(shè)備、環(huán)境調(diào)控設(shè)備，無人果園的滴管設(shè)備，無人豬場、雞場的智能飼喂設(shè)備、糞便清理設(shè)備，無人漁場的投餌、增氧、循環(huán)水處理等設(shè)備。這些設(shè)備有的可單獨調(diào)控，有的需要與其他裝備結(jié)合，進(jìn)行系統(tǒng)的作業(yè)控制，但它們都有一個共同特點，就是不需要移動作業(yè)。移動裝備系統(tǒng)必須要在移動過程中完成農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)，比如，大田農(nóng)場的各種作業(yè)機(jī)械都是移動的，如耕播種機(jī)械、收獲機(jī)械、植保機(jī)械等，無人漁場的水下巡檢設(shè)備、水下機(jī)器人、網(wǎng)衣清洗設(shè)備和部分收獲裝備等。無論哪種農(nóng)場，起運輸作用的都是移動設(shè)備，如各種無人車、無人船、無人機(jī)等。此外，移動裝備還包括大部分的農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)器人，在一定情況下，移動裝備可作為固定裝備搭載平臺相互配合以更適合相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)。

測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是無人農(nóng)場生產(chǎn)作業(yè)過程中負(fù)責(zé)獲取各種數(shù)據(jù)的裝置與設(shè)備，主要包括各種傳感器、攝像裝置、可穿戴設(shè)備、采集器、控制器、定位導(dǎo)航裝置等，承擔(dān)著無人農(nóng)場環(huán)境信息感知、動植物生長信息感知、裝備工作狀態(tài)感知等業(yè)務(wù)，為作業(yè)端智能操作以及精準(zhǔn)變量作業(yè)控制提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。測控系統(tǒng)是農(nóng)場的感官系統(tǒng)，為農(nóng)場管控云平臺決策提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

農(nóng)場管控云平臺系統(tǒng)。該系統(tǒng)是農(nóng)場無人化運行的核心，是無人農(nóng)場的“大腦”，主要是在云端對測控系統(tǒng)獲取到的大量信息和海量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲、分析、學(xué)習(xí)和判斷，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理、推理、決策的云端計算，進(jìn)行智能化決策并下達(dá)指令，對無人農(nóng)場進(jìn)行全方面的綜合管理。

四大系統(tǒng)的角色和功能各不相同，但是它們完成自身任務(wù)時，并不是孤立的，而是協(xié)同工作，密切配合，實現(xiàn)裝備對人工勞動力的代替。

五種類型的無人農(nóng)場呼之欲出

無人農(nóng)場的本質(zhì)是相同的，都是要實現(xiàn)完全的機(jī)器對人工的替代，但因場景不同，無人農(nóng)場的表現(xiàn)各異，大致有五大類型。

無人大田農(nóng)場。該類型的農(nóng)場是最早的無人農(nóng)場概念的類型，無人大田農(nóng)場的本質(zhì)就是無人駕駛系統(tǒng)加各種移動作業(yè)機(jī)械。2020年，中國廣東建成無人稻田農(nóng)場。其實質(zhì)是利用不同的作業(yè)機(jī)械實現(xiàn)作物的全過程無人化生產(chǎn)（耕作、種植、田間管理和收獲）、自主作業(yè)（從機(jī)庫到田間、作業(yè)后返回機(jī)庫的全過程）和作物生長自動監(jiān)測（作物生長、需水量、施肥和噴施）。此外，無人大田還包括無人機(jī)遙感、無人車農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料運輸、倉儲的無人化作業(yè)等。

無人果園。該類型農(nóng)場主要通過無人除草機(jī)器人和無人噴藥設(shè)備，修剪機(jī)器人、防鳥獸設(shè)備、植保無人機(jī)、防霜凍設(shè)備、果實套袋機(jī)器人、無人運輸車、倉儲搬運機(jī)器人等智能設(shè)備協(xié)同運行，實現(xiàn)果園的日常無人作業(yè);根據(jù)測控系統(tǒng)獲取的環(huán)境數(shù)據(jù)和果樹生長數(shù)據(jù)，計算出不同生長階段果樹的最佳水肥需求，云管控平臺作出最優(yōu)決策，對水肥一體化施用裝備進(jìn)行精準(zhǔn)智能調(diào)控，實現(xiàn)果園灌溉和施肥，有效提高水肥利用效率，提高果實的產(chǎn)量和品質(zhì)。

無人溫室。該類型農(nóng)場通過自主調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、濕簾、遮陽網(wǎng)、補(bǔ)光燈等手段，自主調(diào)控溫室環(huán)境，讓溫室作物（蔬菜、花卉、水果）生長在最佳的環(huán)境中;通過園藝整枝機(jī)器人開展日常剪枝打岔等管理，通過對水肥一體化施用裝備精準(zhǔn)智能調(diào)控，實現(xiàn)果園灌溉和施肥，通過采摘機(jī)器人、無人運輸車、自動分級分揀裝備、自動包裝裝備，實現(xiàn)種植對象的收獲與無人化運輸，通過無人運輸車和裝載機(jī)器人實現(xiàn)肥料的運輸與加注等工作。

無人牧場。該類型農(nóng)場通過無人運輸車和裝載機(jī)器人開展飼料的運輸與加注工作，通過自主飼喂設(shè)備實現(xiàn)養(yǎng)殖對象的精準(zhǔn)飼喂，通過空氣過濾裝置和溫濕度調(diào)控裝置，確保豬牛等養(yǎng)殖動物生長在最佳環(huán)境中;通過智能穿戴設(shè)備，實時獲取養(yǎng)殖對象的生命和生理狀態(tài)信息，保證養(yǎng)殖對象健康成長;通過擠奶機(jī)器人、糞便清掃機(jī)器人、自動撿蛋裝備，完成牧場的日常作業(yè);通過包裝設(shè)備，實現(xiàn)雞蛋的自動撿拾包裝。此外，無人牧場中人類與養(yǎng)殖對象的非接觸環(huán)境將交叉感染和疾病傳播的風(fēng)險降至最低。

無人漁場。該類型農(nóng)場通過水質(zhì)信息監(jiān)測裝備實時獲取環(huán)境信息，通過自動增氧機(jī)和水循環(huán)處理設(shè)備，對養(yǎng)殖水體環(huán)境進(jìn)行自主調(diào)控，確保養(yǎng)殖對象的正常生長;通過無人運輸車和裝載機(jī)器人，開展飼料的運輸與自動加注;通過自主飼喂設(shè)備（含無人機(jī)或無人船載的移動投餌機(jī)）與測控系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)養(yǎng)殖對象的精準(zhǔn)自動飼喂，保證其健康成長;通過無人機(jī)、無人作業(yè)船、水下機(jī)器人、無人仿生魚等實現(xiàn)漁場的24小時巡檢;通過自動牽引裝置、卷揚機(jī)、吸魚泵、分魚機(jī)、無人運輸船和無人運輸車等裝備，實現(xiàn)養(yǎng)殖對象的收獲及運輸;通過水下機(jī)器人、無人仿生魚實現(xiàn)死魚撿拾、網(wǎng)衣巡檢、網(wǎng)衣清洗以及魚類行為監(jiān)測與生物量估計等業(yè)務(wù)。根據(jù)養(yǎng)殖模式不同，無人漁場分為池塘型無人漁場、陸基工廠型無人漁場、網(wǎng)箱型無人漁場、海洋牧場型無人漁場和魚菜共生無人漁場五種類型。各種裝備技術(shù)在五種無人漁場場景中的應(yīng)用存在差異，但本質(zhì)一樣，都將實現(xiàn)機(jī)器對人的替代。

無人農(nóng)場引領(lǐng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

無人農(nóng)場是新一代信息技術(shù)、裝備技術(shù)與先進(jìn)種養(yǎng)殖工藝深度融合的產(chǎn)物，是對農(nóng)業(yè)勞動力的徹底解放，也代表著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的最先進(jìn)水平，必將大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率、資源利用率、土地產(chǎn)出率，確保農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，是未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，也必將引領(lǐng)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，其引領(lǐng)性體現(xiàn)在以下幾個方面。

無人農(nóng)場將長期引領(lǐng)我國農(nóng)業(yè)新技術(shù)發(fā)展方向。無人農(nóng)場以完全的“機(jī)器替換人”為主要特征，是對過去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的徹底顛覆。因此需要信息技術(shù)、裝備技術(shù)、種養(yǎng)殖工藝甚至是生物技術(shù)的高度集成，這一方面對單項技術(shù)的要求很高，要求其精準(zhǔn)、穩(wěn)定、可靠，另一方面對技術(shù)之間的耦合集成要求也很高，要求無縫對接、自主對接、系統(tǒng)協(xié)同。無人農(nóng)場整體運行的復(fù)雜性、準(zhǔn)確性、可靠性要求對每項技術(shù)都帶來新挑戰(zhàn)，提出新要求，也必將引領(lǐng)各項技術(shù)特別是物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。

無人農(nóng)場將長期引領(lǐng)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化模式。世界各國農(nóng)業(yè)發(fā)展都先后經(jīng)歷了生產(chǎn)裝備化、裝備數(shù)字化、數(shù)字網(wǎng)聯(lián)化、決策智能化、作業(yè)無人化等階段，且階段間不可逾越，作業(yè)無人化是最高階段。無人農(nóng)場是繼農(nóng)業(yè)機(jī)械化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)聯(lián)化、智慧化的又一次飛躍。我國目前正處于生產(chǎn)裝備化和裝備數(shù)字化的階段，數(shù)字農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)剛剛開始試驗示范，停留在遠(yuǎn)程監(jiān)測狀態(tài)，智能化控制還處于測試狀態(tài)。無人農(nóng)場代表著最先進(jìn)的生產(chǎn)模式，一方面將不斷促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的完善，另一方面將長期引領(lǐng)生產(chǎn)模式，成為示范中的示范。

無人農(nóng)場將長期引領(lǐng)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。目前，美國、英國、澳大利亞、以色列、荷蘭、德國、丹麥、日本、挪威等發(fā)達(dá)國家擁有世界上最先進(jìn)的大田種植業(yè)、設(shè)施園藝業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)和漁業(yè)，也剛剛提出無人農(nóng)場概念，并開展了技術(shù)實驗與技術(shù)示范。我國是世界上最大的農(nóng)業(yè)國，肩負(fù)著養(yǎng)活14億人口的重大責(zé)任，從現(xiàn)在開始制定無人農(nóng)場的戰(zhàn)略構(gòu)想和戰(zhàn)略規(guī)劃，才能確保我們比肩發(fā)達(dá)國家，確保我們的農(nóng)業(yè)技術(shù)可以支撐我國的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化;才能確保未來30至50年中國完成從農(nóng)業(yè)大國向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國的過渡，助力實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢。因此，無人農(nóng)場戰(zhàn)略會長期引領(lǐng)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，亟需逐步實施。

我國無人農(nóng)場推進(jìn)路徑探討

目前，從勞動力年齡構(gòu)成來看，60后和70后是我國農(nóng)業(yè)勞動力的主力軍，90后在我國農(nóng)業(yè)勞動力中占比不足5%。30年后，80后都要退出勞動力的歷史舞臺，而90后絕不會采用當(dāng)前的生產(chǎn)方式。那么，30年后誰來種地？誰來養(yǎng)豬？誰來養(yǎng)魚？毫無疑問，答案是：智能裝備。無人農(nóng)場技術(shù)將徹底解放農(nóng)業(yè)勞動力，大幅度提高勞動生產(chǎn)率和資源利用率，解決我國未來農(nóng)業(yè)面臨的勞動力短缺、糧食安全和可持續(xù)發(fā)展等重大挑戰(zhàn)。特別是新冠肺炎疫情全球大流行，讓我們更加清醒地認(rèn)識到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品供應(yīng)安全的重要性。從現(xiàn)在就開始布局無人農(nóng)場的技術(shù)理論研發(fā)、模式及商業(yè)機(jī)制探索、支撐政策，意義十分重大。

無人農(nóng)場需要政府政策支持。無人農(nóng)場是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是未來發(fā)展趨勢。在目前技術(shù)和商業(yè)模式尚不成熟、成本高、投資大的情況下，政府需要為無人農(nóng)場的發(fā)展?fàn)I造政策支持環(huán)境。國家應(yīng)該通過信息、教育、基礎(chǔ)設(shè)施、金融、信貸、稅收等法律形式明確推進(jìn)無人農(nóng)場建設(shè)，建立完善的配套規(guī)章制度，鼓勵民間資本進(jìn)入，推動無人農(nóng)場產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

技術(shù)理論亟需加快研發(fā)。高校和科研院所要加快農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新研發(fā)，加強(qiáng)無人農(nóng)場的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和實用產(chǎn)品的研究。特別是高精度、高穩(wěn)定性農(nóng)業(yè)傳感器的研制，先進(jìn)動植物表型和生長優(yōu)化調(diào)控模型的建立，適用于無人農(nóng)場生產(chǎn)的人工智能技術(shù)的研究，大容量、高效率的云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研發(fā)，以及相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)。

發(fā)展模式和商業(yè)機(jī)制探索。無人化農(nóng)場模式對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生了一定的沖擊。大多數(shù)農(nóng)業(yè)設(shè)備制造商還沒有深化人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展。企業(yè)應(yīng)建立以自身為主體、以應(yīng)用需求為牽引、以市場需求為導(dǎo)向的無人農(nóng)場合作開發(fā)模式。特別是大型農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)要率先探索無人農(nóng)場生產(chǎn)模式，加大對無人農(nóng)場技術(shù)研發(fā)的投入，推廣無人農(nóng)場技術(shù)的應(yīng)用。

責(zé) 編/郭 丹