人口结构、自然资源稀缺、气候变化和粮食浪费都在加剧饥饿和粮食短缺问题，要应对这些挑战，需要各国政府、投资者和创新农业技术的共同努力。现在，我们需要打破传统农业体系。
即将到来的农业革命——农业4.0，必须是一场以科技为核心的绿色革命。使用技术不仅仅是为了创新，而是为了改善和满足消费者的真实需求，并重新设计价值链。
三大新型农场形式，改变生产方式
在农业4.0模式下，农业种植养殖的方式也发生了改变。我们可以看到令人欣喜的三大实例：温室、垂直农业、室内水产。
温室
半封闭式或全封闭的高科技温室能做到全年生产食品。温室已经是一种成熟的技术，在荷兰等国的使用情况都不错。目前市场估值为200亿美元，预计每年增长7%。
在过去的几年里，越来越多的公司开发新技术，使农业生产能够在各种恶劣的环境中进行：从干燥的沙漠条件到寒冷的气候。
例如，使用海水和无土植物生长系统(如水培法或气培法)的新型冷却技术，可以让阿联酋和沙特阿拉伯等国在缺乏可耕地和淡水的情况下，仍能在水果和蔬菜产业里具有竞争力。
垂直农业
垂直农业是目前城市农业中最具颠覆性的技术。并且使用水培法或气培法的垂直农场在生产力方面已经超过了传统农场和温室。在垂直农场中，每平方英尺的粮食产量是传统农业的100倍。
它的好处不止如此，还有降低用水量——与传统农业相比减少了95%；此外，它还能做到无农药生产。垂直农场可以建在城市地区，降低了交通成本和二氧化碳排放。
然而，由于使用人工照明、能源密集的温度和湿度控制系统所产生的巨大成本，使垂直农场还未完全具备竞争力。
室内水产养殖
目前，水产养殖满足了全球一半以上的鱼肉需求，预计到2030年养殖份额将增长20%以上，达到2700万吨。
传统水产养殖大多是在海洋中进行的，但疾病暴发、污染以及对邻近人口的滋扰等问题使这类设施越来越不受欢迎。现在，更多的公司正在测试和开发使用如鱼缸这类的室内水产养殖设施。
其实，在水过滤和循环方面的技术进步使室内养鱼场有可能在低用水量和低环境影响下大幅度扩大生产。最近，一家挪威公司称，计划在美国建造一个耗资5亿美元的三文鱼养殖场，并建成据称是世上最大的水产养殖池之一。
跨行技术助推农业改变“规则”
随着“精准农业”规模的扩大和农场之间的联系更加紧密，效率和生产率将会提高。据估计，到2020年，将有超过7500万个农业物联网设备投入使用。
然而，联网设备为食品生产商带来了巨大的机遇的同时，也增加了复杂性。解决方案在于利用认知技术，帮助理解、学习、推理、互动和提高效率。以下是一些关键的技术，让我们能够改变农业的“游戏规则”:
物联网(IoT)：
数字转型正在颠覆农业世界。物联网技术允许结构化和非结构化数据之间的关联，为食品生产提供洞见。像IBM的“沃森”这样的物联网平台正在将机器学习应用于传感器或无人机数据，将管理系统转化为真正的人工智能系统。
技术和劳动力的自动化
联合国预计，到2050年，全球三分之二的人口将生活在城市，减少农村劳动力。需要新技术来减轻农民的负担。操作将远程进行，流程将自动化，风险将被识别并解决问题。在未来，农民的技能将越来越多地是技术和生物技能的结合，而不是单纯的农业技能。
数据驱动农业
通过分析和关联天气、种子类型、土壤质量、疾病概率、历史数据、市场趋势和价格等信息，农民可以做出更明智的决定。
聊天机器人
目前，人工智能驱动的聊天机器人(虚拟助理)被应用于零售、旅游、媒体和保险行业。农业也可以利用这项技术，协助农民就具体问题提出答案和建议。
无人机技术
无人机技术正在给农业带来高科技改造。在整个作物周期中，无人机有六种使用方式：土壤和田间分析、种植、作物喷洒、作物监测、灌溉和健康评估。
区块链
纳米技术和精准农业
由纳米技术推动的新革命将是精准农业。这场革命将使纳米颗粒被运送到植物和先进的生物传感器上，用于精准农业。纳米封装的传统肥料、杀虫剂和除草剂将以缓慢和持续的方式释放营养物质和农用化学品，从而为植物提供精确的剂量。
《Agriculture4.0：Ethicsandresponsibilityforsmartfarming》