收割機和耕耘機自動收穫葡萄。圖片來源：視覺中國
【科技創新世界潮】
◎本報記者張佳欣
如今，許多現代農場已使用GPS導航的耕耘機和農業管理數位系統。而隨著人工智慧（AI）的不斷進步，農業的下一步——“自主農場”，也正在逐漸成形。這些農場幾乎無需人類親自操作，便可完成種植與收穫。
美國《華盛頓郵報》近日刊文介紹了幾項構建“自主農場”的關鍵技術，這些科技有的剛剛出現，還有的即將投放市場。
自動耕種收與智慧噴藥
能自動進行翻耕、種植、收割工作，且只需極少人工干預的自動駕駛耕耘機，正在從原型走向實際應用，吸引了傳統農業設備製造商和科技初創公司的關注。
美國Monarch耕耘機公司推出的全電動、可選“無駕駛員”模式的MK-V耕耘機，現已投入葡萄園使用，充電6小時後可連續工作14小時。
另一家初創公司Farmwise則打造了結合AI與電腦視覺的除草設備，可晝夜識別並拔除雜草，顯著减少除草劑使用。今年4月，農業巨頭泰勒農場收購了Farmwise，稱其科技有望降低人工成本、實現更永續的耕作。
全球農業機械龍頭迪爾公司則採用“分階段”策略，逐步引入自動化功能，讓農民熟悉科技並儘早獲得收益。其“識別與噴灑”系統結合了電腦視覺和機器學習，已應用於玉米、大豆和棉花種植。該系統噴藥機的臂架上安裝有36個監視器，每秒可掃描近200平方米的農田，遠超人眼所能處理的信息量。在識別雜草的同時，逐個控制噴嘴，僅對雜草區域噴藥，可减少多達2/3的除草劑用量。
“未來我們或許能用AI為每一株植物製定專屬的護理方案。”迪爾公司新興技術總監薩拉·申克爾說，一塊20平方公里的農田可能包含7.5億株作物，而要實現這種“逐株管理”，離不開AI與自動化深度融合。
采果機器人和無人機
相比規則排列的大宗作物，水果和漿果等“特種作物”在採摘上的自動化難度更高。果實成熟時間不一、易碎難抓，往往依賴大量人工維護與採收。
不過，這一局面也正被打破。丹佛農業科技初創公司Tortuga開發了一款采果機器人，其外形酷似“火星車”，配備粗輪胎和伸縮機械臂，在果田中穿行，利用機械手臂深入藤蔓間，精准採摘單個草莓或一串葡萄，輕柔放入籃中。今年3月，該公司被垂直農業企業Oishii收購。
“機器人採收效率更高，質量更一致，還能緩解勞動力短缺。”Oishii聯合創始人布倫丹·薩默維爾表示，公司目標是實現完全自動採摘。
以色列Tevel Aerobotics科技公司則研發了“飛行采果機器人”，結合AI和機器視覺科技，可定位果實、判斷成熟度，並實現精准採摘。但該公司也表示，大規模部署機器人科技仍受制於成本。
遠程感知與影像分析
AI帶來的變革，不止於地面工作。無人機和衛星採集的高分辨影像和傳感數據，可幫助農民建立農田“數位孿生”模型，實时呈現哪裡乾旱、哪裡水澇、哪裡病蟲害暴發。這讓農民得以及時發現問題、精確干預，從而减少浪費、提高產量。
這些系統的部分組件已投入使用，下一步是構建一個互聯的自動化網絡，不僅能發現問題，還能不斷學習並改進。
微軟農業技術專案負責人蘭維爾·錢德拉設想，未來耕耘機與無人機將協同工作，同時種植、噴灑並實时回傳數據，優化每一個農場獨有的AI模型。
“未來農業不會是沒有農民的農業，但AI會大幅提升農民的生產力。”錢德拉說，“每一次飛行、每一次播種，都會為這塊地的AI模型新增數據。”
土壤智慧分析
作物健康，始於土壤。過去，農民需將表層土樣送至實驗室分析。而現在，感測器已經走進田間。
這些感測器不僅可分析微生物狀況，還能識別“土壤壓實”區域，即土壤過於密實，阻礙水分滲透、根系生長和氣體交換。這類資訊有助於農民决定是否翻耕、何時施肥等新季決策。
加拿大SoilOptix公司指出，微生物分析讓農民能更準確地掌握田間變化趨勢。農民不再需要對整塊田地統一施藥或灌溉，而是可以精准選擇區域、劑量與時機。
虛擬圍欄科技
在畜牧業領域，虛擬圍欄正在取代傳統鐵絲網和木樁，為牧場帶來更靈活的管理管道。
這種系統基於GPS項圈和地圖設定邊界。一旦牲畜靠近“虛擬圍欄”，項圈會先發出聲音警告，如繼續靠近，則施加輕微電擊提醒。該系統不僅能降低建設和維護成本，還可動態調整放牧區域。
現時，這一科技已在美國、歐洲、澳大利亞逐步推廣，尤其適用於偏遠地帶的大面積放牧管理。這種數位化牧場管理管道，正為農業的未來打開更多想像空間。