随着种植业4.0各项技术的不断推进，全自动无人农场将逐步变为现实。全自动无人农场的实现是种植业4.0的主要标志。

由英国什罗普郡哈珀亚当斯大学的乔纳森·吉尔、基特·富兰克林和马丁·埃布尔三位科学家组成的研究小组尝试创建了全球第一家无人农场。他们开发了一种自动拖拉机（见图5-17），可由农场主在控制室操作，进行播种和喷洒。同时，利用无人机采集“四情”数据，进行空中评估，观察作物生长情况。然后，用一台自动联合收割机进行收割。这样就避免了农学家亲自去农田观察和作业。2017年，他们在实验田上条播了春播作物大麦，经过数月耕作，于同年8月和9月收割。研究小组相信，他们的研究将给农业带来一场革命，可以解放农民，让他们拥有更多时间。他们认为自动化农业已无技术障碍，只要将各种技术统一起来，创建一整套系统，就可以实现从开始到收割的整个耕种过程中无需人亲自到农田去。接下来，他们将采用多种小型、轻型机械，利用自动化创造一个可持续系统进行耕地作业，减少土壤板结度，而这些智能化的小型自动化机械反过来将促进高分辨率精准农业的发展，不同的农田、甚至可能是某一株作物都能得到区别对待，同时优化农田耕种投入并有可能大大降低成本。

图5-17 可由农场主在控制室操作的自动拖拉机

日本京都企业Spread公司采用智能植物工厂和机器人技术修建了一座完全由计算机和机器人控制的无人蔬菜农场，并于2017年正式开张。该农场的机器人将控制从种植到收获的所有生产环节，并同时负责监测温室内的CO₂浓度和光照水平。这座无人农场不仅能将产量增加25%，还将节省大约50%的人工。与传统农场相比，这种室内农场具有不可比拟的优势。由于采用立体栽培和水培技术，它们不消耗土壤资源，占地面积极少；多达98%的水都被循环使用，也不需要喷洒杀虫剂；由于位于室内，人工照明和严格温湿度控制让种菜不再靠天吃饭，更容易实现工厂化运作。该无人蔬菜农场位于京都府木津川市，面积达4800m²，研发及建设耗资1670万美元，预计2016年春季竣工。新农场将在2017年下半年实现供货，日产量能达到8万棵。随着生产规模的扩大，之后5年有望将日产量提高到50万棵，其产品将销往世界各级市场。目前，Spread公司还不能完全实现全自动化操作，仍然需要人工来确认种子是否发芽。由于刚刚发芽的种子极为脆弱，他们开发出的播种机器人目前还不能将其顺利取出，但这些问题终将得到解决。(www.daowen.com)

北京水木九天科技有限公司开发的水木蔬菜工厂是我国自主研制的一款可进行全年度连续生产非耐储运蔬菜的智能植物工厂（见图5-18），目前已经完成了西红柿、黄瓜、彩椒、茄子以及部分叶菜的工业化种植模式研究。水木蔬菜工厂的核心思想是利用种子自身的无限生长特性，建立标准化的完全可控环境体系和规范化生产工艺流程，降低建设成本，保证产品质量。水木蔬菜工厂的生产设施采用改进的连栋温室结构，保证了标准化的要求。通过改进温室钢架连接结构等方法提高温室的保温性能；通过采用地源+太阳能光热+电辅助加热控制模式有效地降低冬季增温耗能。水木蔬菜工厂采用大数据技术建立了种植管理模型，实现成本品质控制。该模型可根据多年来的气象数据和作物生长周期进行学习，能够结合作物生育期给出环境、能源、水肥和人力调控分配模式。水木蔬菜工厂每个标准的西红柿蔬菜工厂模块建设规模为50亩，总建设面积为33300m²，其中有效种植面积为28000m²，辅助育苗、办公、包装、冷库等部分占地4400m²，全年度产量为100万kg。水木蔬菜工厂的一个西红柿生产模块已经在北京落成，投资为8650万元，出产的高品质西红柿已供应市场，其优异的品质和合理的价格获得了市场好评。

图5-18 水木蔬菜工厂外观效果图