歐洲委員會、中小企業總局和中小企業執行機構主導的工業先進技術(Advanced Technologies for Industry , ATI) 專案計畫,利用專利分析、募資狀況和技術採用等數據,探討先進技術註1在農產食品行業中的趨勢與挑戰。
一、歐洲市場概況
從專利活動來看,歐盟是全球農業食品專利活動的領導者(圖一),其次依序是是美國、日本、中國與韓國。其中,德國是2017年農產食品專利最活躍的國家,其次是法國和荷蘭。但近幾年除亞洲國家外,其他國家在農產食品領域的專利申請皆下降,代表亞洲對此行業專利的重視,也與亞洲業者過去二十年於農產食品市場的活躍有關。
新創公司的活動能快速反映產業需求,代表技術發展的最新趨勢。其中最常見的服務技術類型是電子商務和網路應用(圖二),突顯數位化對此領域的重要性。歐盟近期幾輪的募資金額都很高,最近一次的總金額超過30億歐元,資金類型主要來自種子資金 (seed funding)、創業投資 (venture capital)、股權型群眾募資 (Equity Crowdfunding) 和私募股權 (private equity)。整體募資金額最高的國家為西班牙,其次是法國和德國。新創公司的數量比重在歐盟27國中以德國 (18%) 最高,其次是西班牙(14.9%) 和法國 (14.7%)。
二、技術趨勢
(一) 精準農業與自動化
精準農業是未來農產食品的核心,提高農業生產效率並同時限制生產對環境的影響,該市場在2020年為64.6億歐元,預計2025年將成長至118億歐元。精準農業使用物聯網、感測器和農場管理系統來支持決策、監控產量和偵察作物,並且有效地使用水資源進行灌溉、播種、施肥和噴灑農藥等。
農產食品在自動化方面的技術應用,包括物聯網、先進製造、光子學以及機器人,尤其是協作機器人 (collaborative robot, co-bots) 的應用,co-bots是設計和人類在共同工作空間中可近距離互動的機器人。
(二) 關鍵字以工業生物技術、機器人和大數據比例最高
針對農產食品公司的網站進行深入研究,發現相關關鍵字依序為工業生物技術、機器人技術和大數據。工業生物技術對世界食品安全、營養和健康方面扮演重要角色,包括使用酵素和微生物製造含有生物基底的產品 (bio-based products) 來提高農作物對昆蟲和疾病的抵抗力以實現更高產量的目標,也可用來增強動物對抗生素和傳染病的抵抗力,有助於永續農業生產系統發展。
(三) 工業生物技術專業人員比例最高,其次為先進製程和雲端技術人員
分析歐盟先進技術專業人員的投入情形,其中工業生物技術技能的專業人員占比最高,其次是先進製程和雲端技術人員(圖三)。法國、西班牙和義大利在農產食品領域中具有先進技術技能的專業人員數量最多,從2018年至2019年,成長數量最快的五項技能為人工智慧、安全性、區塊鏈、物聯網和大數據,其中又以人工智慧專業人員的成長最多,集中在愛爾蘭、波蘭、荷蘭和義大利。目前歐洲市場上對物聯網和大數據的人力需求最多。
三、先進技術應用於農產食品行業的挑戰
(一) 新技術採用意願不高
農產食品業者往往不願採用新技術,因為它改變目前的工作方式,且無法充分地向農民或企業證明使用這些技術的具體效益,因此如何說服公司將成本投入於工業生物、機器人和大數據等技術仍是一大挑戰。
(二) 嚴格的監管規範
農產食品行業受到監管部門的嚴格監控,導致企業在引入創新技術的同時,必須符合現行法規的規範,這提高企業轉型的門檻。最後、機器人和大數據等創新技術的實施可能破壞原有農產食品供應鏈的商業模式,例如大數據資料的處理和收集,就延伸出資料所有權歸屬和客戶隱私問題,因此企業在評估新技術導入前,也必須同時考量其對原本商業活動的影響。
一般而言,農業轉型可以分為兩個方向,一種是規模較小的老式農場,這類業者較不願導入數位化,儘管他們不排斥接受技術性的解決方案,但會導致這些農民錯過數位化的最佳時機。另一種是規模較大的農場,年輕的農民較接受數位化的轉變,也唯有依靠這些技術才能管理如此規模龐大的農場,二者之間還需要磨合來彌補技術上的差距。透過現場顧問和創新中介機構提供技能培訓,向農民和企業提供有關技術導入上的建議,並專注於農學家和工程師的教育,可以解決先進技術技能落差和知識障礙。
註1:先進技術是為改變商業和社會環境的最新或未來技術,包括尖端材料 (advanced materials)、先進製造 (advanced manufacturing)、人工智慧 (artificial intelligence, AI)、擴增和虛擬實境 (augmented and virtual reality)、大數據 (big data)、區塊鏈 (blockchain)、雲端技術 (cloud technologies)、連接性 (connectivity)、工業生物技術 (industrial biotechnology)、物聯網 (Internet of Things, IoT)、微奈米電子 (micro and nanoelectronics)、行動通訊 (IT for mobility)、奈米技術 (nanotechnology)、光子學 (photonics)、機器人 (robotics)和安全性 (security)。