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农业的未来就在眼前——技术将被用来更好地控制作物生长过程的几乎每一个方面，甚至超出作物生长之外。这些技术包括自动化、人工智能 (AI) 和机器学习 (ML)，通过产生新的见解和实现传统农业过程无法实现的尖端能力，使精准农业成为现实。如今有新信息在手，种植者和农场主可以进行更深入的研究，精切了解如何从他们种植的每一种作物中获得最高质量的产出，同时使用比以前更少的能源和资源。技术给我们带来了可持续的种植方式，也给我们这个不断变化的星球提供了更好的支持和保护。
当农业参与者接受并要利用新兴技术真正打通种植和食品配送过程中各个环节时，他们不仅要克服当前的许多挑战，并且要根据产出做出每一项决定。种植者和农场主并不寻求或需要那些听起来令人振奋或最终给们带来更大工作量的新解决方案；他们需要解决实际问题的现实世界系统，幸运的是，已有现成的技术可以帮助他们实现这一目标。
影响广泛的行业挑战
近年来，农业与其他行业面临着同样的问题——而且还远不止于此。随着通胀的攀升，农田可能会受到长期利率的冲击，从而改变购买决策；持续的供应链挑战正在使寻找保持设备平稳运行所需关键零件的工作变得困难；有待商榷的农业政策可能会影响未来的食品定价。然而，业内还有其他根深蒂固的挑战——这些挑战不仅影响种植者、农场主及其合作伙伴和供应商，而且还会影响整个世界。
● 人口增长：2022 年 11 月，全球人口达到 80 亿，距离突破 70 亿仅 11 年。据报道，大部分的增长 (70%) 来自低收入和中低收入国家，这些国家的人口增长趋势在未来几年可能会更加明显。迅速增长的人口带来对更多食品和更快的食品生产需求，然而，这些地区大多也受到气候日益强烈变化的影响，生态系统造成了破坏，因此也对其粮食质量与安全产生了负面影响。
● 粮食浪费：粮食离开农场后会发生什么（需要跟踪其去向及其配送方式）是粮食配送过程中需要认真关注的一步。据估计，美国食物供应中的 30% - 40% 被浪费了。不管是由于货物滞留而超出温度范围导致的食物变质，还是零售商和餐馆老板的错误预测导致的过度订购，出现这种情况的原因有很多。不幸的是，这些浪费的食物每年可以养活 12.6 亿人。
● 劳动力短缺：巨大的机械和技术投资、不可预测的强烈天气形态、不断上涨的土地价格以及不稳定的定价模式，只是年轻一代不愿从事农业生产的几个原因。目前，35 岁以下的农场主只占美国农场主总数的 8%，而且受雇农业工人数量也减少了 52%。在这个要求粮食生产更多、更快且需求不断上升的时代，劳动力的短缺却正在加剧。
各个企业每天都在努力应对各自的业务挑战，但他们的选择以及他们应对未来的方式会影响到每个人。换句话说，压力正在上升，需要改进现有的农业生产方式，才能应对当下以及我们在未来几年会遇到的挑战。
农场的数字化及其他
农业能够给人们带来满足和成就感，种植者和农场主用自己的双手种出果实，感受成功的喜悦。他们了解自己的设备，了解自己的农场，了解自己所面临的问题。这些参与者在不断地思考解决问题的新方法，许多人开始认识到技术可以帮助到他们，有助于减轻工作强度，但是他们并没有把技术看作是解决所有问题的单一方案。
当涉及到减少浪费和采用更多可持续发展做法时，过于复杂反而会显得不合乎情理。尤其是电子产品，在涉及到可持续性时，人们首先想到的并不是它。当然，如果使用得当，新的解决方案可以减少浪费，并减少需要和使用的资源数量，为粮食生产带来更多可持续、更高效的选择。技术可以打造一条从农场到最终用户的数字线，这不仅是当前所期望的，而且是粮食安全与保障以及业务弹性所需要的。
例如，随着我们人口的增长，最简单的一种弥补方法就是减少已生产和交付的食物的浪费。目前已有一些技术可以通过供应链更好地监测食品，以防止更多的浪费。Airgain 是一家无线连接解决方案供应商，利用无线蜂窝调制解调器一次操作即可完成各种接触点的连接、监测和控制。他们可以在食品运送过程中植入跟踪设备，以跟踪温度、位置和地点，实时分享信息以及食品的任何潜在变化。这打通了整个过程的信息获取和连接；参与者了解食品何时离开农场，何时到达最终目的地，以及中间发生的任何事情，这有助于了解和完善运输过程，以减少产品变质和浪费总量。
由于劳动力短缺，种植者和农场主被迫用更少的资源做更多的事情，因此正在采用自动化解决方案，既能帮助他们维持目前的运营，又能保持产品的质量。Semios 是一家精准农业公司，在意大利的一个葡萄园实施了远程监控解决方案，优化了生产作业。葡萄是一种高度敏感的作物，所以密切跟踪和监测土壤湿度和热量对他们来说非常重要，尤其是许多种植者都开始经历影响其作物的气候条件变化。通过 Semios 的传感器网络，葡萄园种植者无需进行任何人工监测（即派人出去做记录），便可随时关注整个葡萄园。这为他们的运营带来了前所未有的额外视觉层次，同时也无需增加（甚至减少）监护葡萄所需的工人数量。
图1 新的解决方案可以减少浪费以及需要和使用的资源数量
对许多农业参与者来说，农场和其他地方的数字化正在有条不紊地展开，它正以一个比以往任何时候更有能力和互联的方式给这个行业带来生机。
未来是互联的
听取农场主的意见，了解生产一线所发生的事情，有助于了解实际农业日常作业情况，以及粮食生产方式对环境的影响。现在，随着粮食生产规模的扩大，更深入地研究和了解目前技术使用情况已经刻不容缓。农业技术方面的创新，如先进的自动化传感器，以及新的种植方法，如垂直种植和工业规模的室内农场，正在迅速成为确保该行业未来的组成部分——这无疑帮助了种植者和农场主重新思考更多的可能性。
例如，垂直种植不是管理广阔的农田，而是将种植缩小到一个更小的空间，在一个受控区域内提供作物所需的所有营养、资源和光线。种植者能够使用先进的 AI 和 ML 技术来检测模式，以确保作物只接受所需要的光照和水，以最大限度地提高和优化产出。
Miravel 是一家设计自动化室内墙面花园的公司，他们开发了许多小套装，里面装满了种子、营养剂和其他种植草药和农产品所需的东西，他们将这些套装资源安装在架子上，然后推进垂直农场。每个架子上都有湿度、温度和光照的传感器，传送植物的生长信息；然后，当需要更多的水时，有自动水泵为架子供水。这是一个真正的互联系统，根据实时数据运行，以实现优质、安全和可持续的产出。
图2 技术可以通过供应链更好地监测食品，以防止过度浪费
种植者和农场主、其合作伙伴和供应商等农业参与者都知道资源宝贵。他们只想使用水、营养物质和化学品，这些是保证作物健康和安全的绝对必需品。他们很重视了解适宜的土壤湿度该是多少，以及不同天气模式会如何影响他们的作物的相关知识。他们本能地想成为精准的种植者和农场主，因为他们的资源很珍贵。现在，通过互联的传感器和网络、先进的算法和实时可见性，他们可以实现农业生产的精准化和可持续性。在现代解决方案的帮助下，他们可以使用更少的能源进行作业，既能减少浪费，又可提高效率。未来具有无限可能——农业的未来将变得比以往任何时候都要更加互联和环保。
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作者：Digi-Key Electronics 无线产品供应商业务开发经理 Josh Mickolio
Josh Mickolio 是 Digi-Key 无线和物联网产品供应商业务开发经理。Digi-Key 在全球电子元器件和自动化产品高技术服务分销领域既是领航者，也是持续创新者，提供着来自 2300 多家优质品牌制造商的 1340 多万种元器件。
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