聯合國糧食及農業組織(Food and Agricultural Organization, FAO)指出人口增長、富裕度提高和都市化，對全球糧食安全構成越來越大的威脅。自19世紀以來，農業不斷經歷一系列的變革，如機械化農業轉型和綠色革命等，從1980年代起，數位化促進了精準農業的發展，使生產過程更優化與產量最大化。現今隨著資訊與通訊科技(ICT)的進步，使精準農業朝向智慧化和數位化轉型。智慧農業利用自動化、人工智慧(AI)和機器人技術，將即時且海量的資料轉換為可行的決策，強化監控、追溯、分析等能力以優化各種農業資產和生產過程，目前數位科技在農產業價值鏈中的應用概況如圖一所示。
本文摘錄自Frost & Sullivan 2020年的報告，簡述各項數位技術在農業的發展、創新產品與公司概況。

一、各國數位農業發展概況

由於技術成本降低、農民對提高農場生產力的需求與技術信賴度，已發展國家的農業數位技術普及率很高（圖二），其中最常用的技術為土壤採樣、產量分布繪製系統和可連網的行動裝置。北美和歐洲的農民對航空影像和可變速率技術的採用率提升，進而促進北美農用無人機市場的成長。發展中國家的數位技術應用主要集中在可變速率耕作技術、土壤採樣、農場機械化、與可連網路的行動裝置上。農場機械化可提高作物生產力，節省種子和肥料成本約15-20％，並提升作物強度20-30％和10％的勞動生產力。此外，由於印度、中國、印尼等牛奶與家禽生產國的數位化程度提升，預測未來在牲畜監測和飼養的數位技術將獲得更多的關注。

相較於金融與製造業等領域，農業數位化的產業應用起步較晚，但由於技術的成熟、農村人口的流失、以及糧食需求量的提升，使得優化生產過程與產量最大化的需求越來越高。目前主要農業國都已有農業數位化相關計畫，例如美國「以數位發展餵養未來(Digital Development for Feed the Future)」計畫已證實創新感測器、數位財務服務、以及數據驅動的農業操作等數位技術，能協助農業提升產量和強化成本效益。促進農村永續性與數位化一直是歐盟委員會共同農業政策的主要目標之一，到2020年為止歐盟已捐款2.17億美元用於促進農業數位化轉型，此外，歐盟的研究與創新計畫「地平線2020 (Horizon 2020)」亦提出增強數位連結性以促進農業轉型。印度政府亦主導數位化的國家農業市場交易平台(National Agriculture Market Trading Portal)以及農作物保險，以提升農民向終端消費者出售產品的可能性，該平台甚至結合多項數位技術服務以強化農場機械化程度與使用效率。

二、人工智慧(AI) 

機械學習與AI可以用於處理大量田間資訊，進而對作物生長情形的判斷更加精準，使施藥與資源投入更加精準，在農業系統上的應用正迅速發展，包含土壤和農作物監測、雜草控制與疾病與預測分析等。

 (一) PEAT GmbH (德國)
PEAT Gmbh是一家德國AI新創公司，其手機應用程式Plantix可為農民提供作物健康、營養缺乏以及病蟲害診斷的即時諮詢服務。
(二) Trace Genomics (美國)
Trace Genomics利用DNA提取和定序技術，並將土壤中微生物與危害數據化，並藉由AI與機械學習技術建置土壤生物資料庫，並提供提高土壤生產力和作物產量之諮詢服務。
(三) aWhere Inc. (美國)
aWhere Inc.提供以AI為基礎的智慧天氣預測服務，該公司整合氣象站與衛星系統的資訊，以提供未來15天的濕度、溫度、太陽輻射和風速預測，並提供作物生長度日 (growing degree days)和潛在蒸散量等進階資訊。 

三、無人機與機器人

無人機、農業機器人和衛星的應用可實現大規模和即時空間資訊的收集，為農民提供可靠的數據，不僅提供個各種感測影像，還可以利用強大的數據處理能力優化農業效率。此外，農用機器人可以在人員難以操作的環境地點工作，並能以較高效率的進行操作，以降低營運成本。

(一) Harvest CROO Robotics (美國)
該公司專門開發模仿人類行為而不會給農作物造成壓力的收割用農用機器人， CROO收割機僅需8秒即可從植物中摘下成熟的果實，僅需1.5秒即可移至另一棵植物，一天可以採收8英畝的水果，相當於替代30名工人的勞動力。
(二) PrecisionHawk (美國)
PrecisionHawk專門從事用於商業、工業和農業目的之無人機和無人機產品組合的設計和組裝，在農業領域建造和飛行無人機方面擁有超過10年的豐富經驗。。由於具備更長的飛行時間表，更高的有效載荷條件，以及無人機在不同條件下的優異飛行能力，無人機會在整個生長階段偵察作物並捕獲高質量的數據。
(三) Microdrones (德國)
該公司的無人機提供獨特的鳥瞰圖，可清楚識別田間的作物壓力，及早診斷問題以減少作物損失。其產品mdMapper1000DG可以結合多光譜成像和熱成像等感測工具，並以更長時間飛行進行田野調查、監視和分析。

四、區塊鏈

區塊鏈使用分散式帳簿技術，通過加密的區塊紀錄供應鏈中的每個儲存點和交易，由於其採用獨特且複雜的加密值形式，確保數據的透明度與可信度，區塊鏈技術亦可協助更完整的追蹤整個農業價值鏈，建立供應鏈、客戶與供應商間的信賴度。目前區塊鏈技術在農業領域已有許多應用，例如農業保險、公平定價、追溯系統、以區塊鏈為中心的農業管理軟體系統，以及即時行動支付等。

(一) Agrolot (烏克蘭)
該公司開發去中心化的企業對企業(B2B)平台，以基於區塊鏈技術的智慧合約來強化農作物和食品貿易供應鏈上的紀錄。此外，亦開發基於區塊鏈的支付系統，使交易更加安全、易於理解且快速。
(二) Agrichain (美國)
Agrichain的平台提供全面的農業供應鏈軟體與解決方案，使農民能夠與供應鏈上的供應商、物流、零售商與批發商的互動，以進行庫存管理和可追溯性。該平台是完全去中心化，且不可破解的，且在數據處理和存儲方便展現完全的透明性，在該區塊鏈解決方案中的記錄亦無法偽造。
(三) TE-Food International GmbH (德國)
TE-Food提供所有可增強農業供應鏈中的追溯性工具，包括身分識別、數據儲存、提取和處理。該公司專有的FoodChain平台是一個安全且可擴大規模實施的區塊鏈帳本，用於維護食品供應鏈上的所有數據。TE-Food數據註冊表使農場能夠逐表記錄農作物的可追溯性，並同時具有不可修改性與透明性。

五、感測器和無線通訊技術

利用基於IoT的感測器的遠距遙控測技術，可以協助精準農業對植物的即時監控，常見的感測器包含位置、光學、電化學、機械感測與空氣流量等。基於Wi-Fi、低功耗廣域網(LoRaWAN)和射頻識別(RFID)的無線通信技術，可以根據相關地區開發的基礎架構，加快數據傳輸速度。

(一) Ceres Imaging (美國)
該公司專門從事於熱感測器的使用，提供的服務包含水資源管理、病蟲害檢測以及疾病管理。例如可變動式灌溉系統、提供病蟲害的即時資訊以保護農作物並提高產量。
(二) Pycno (英國)
該公司主要開發多合一的即時感測器，每間隔15公分就會檢測不同的參數，包括太陽輻射、空氣溫度和濕度、土壤溫度和濕度等。與Wi-Fi兼容，因此可以即時的更新該田區的資訊。
(三) Amber Agriculture (美國)
主要開發遠端穀倉監控管理系統，利用感測器即時監測穀倉內部的溫度、濕度和水分，以確保穀物品質的掌控，此外亦利用雲端演算法控制通氣系統以避免產品損失。