上一节讨论了推广机动机械化的商业依据，强调机动机械化可以提高韧性、生产力和资源使用效率，减少繁重的人力劳动，缓解劳动力短缺；同时还指出，在某些情况下，人力和动物牵引力仍然有其价值。本节将探讨投资数字自动化技术的商业依据。提高生产力和资源利用效率，节省劳动力，这是采用数字自动化技术的主要动力。然而，数字自动化技术并非免费的午餐，往往需要大量的前期投资，并且要求用户掌握特定的技能和知识才能有效运行。如果创新脱离传统，与文化和社会习俗格格不入，农民会对投资这些创新产生疑虑。在这种情况下，政府和服务商可能需要进行干预，大力宣传投资新技术的预期收益，还可能需要开展试点、实验和成本效益分析，帮助农民建立信心。
评估农业数字自动化技术商业价值面临一个难题：关于数字自动化创造的经济效益的信息非常匮乏。不同于机动机械化，数字自动化技术是全新的事物，关于其采用程度的数据零零散散，而且缺乏一致性（见第2章）。同样，关于数字自动化的经济效益的信息也莫衷一是，经济效益的高低在一定程度上取决于各种技术在农业中的普及程度。29因此，本节的讨论主要基于本报告委托的两项技术研究的发现。30, 31这两项研究基于27个案例研究，而这些案例是通过采访世界各地相关人员获取的信息形成的。因此，案例研究提供的证据大部分是定性的，主要是数字自动化服务提供商分享的经验，也有一小部分是农业生产者分享的经验。27个案例研究涵盖了世界所有地区和所有农业生产系统（种植业、畜牧业、水产养殖业和林业），代表了机动机械化和数字自动化的新型农业解决方案，规模有大有小，在大中小各种类型的农场上都有应用。这些案例反映的是服务商的视角，而不是作为最终用户的农业生产者的视角。（关于这些案例及其研究方法的简要说明见附件1a）
农业自动化技术是否准备好大规模推广：一个分析框架
这27个案例研究来自世界各地，就商业推广是否准备就绪而言，案例研究中的技术彼此差异很大。图6展示了一种技术在可以商业推广前需要经历的四个阶段。处于成熟期的解决方案大多为与畜牧业自动化和全农场数字化有关的技术。全自动设备和机械用于动物生产，在节约成本和提高效率方面的确前景广阔（见插文13）。
插文13机器人挤奶系统商业价值的演变
畜牧业自动化技术的采用正在增加，尤其是高收入国家的机器人挤奶系统。32节省劳动力（测算为18-30%）33和增加牛奶产量（每头奶牛10-15%）33, 34, 35可以带来经济效益。证据表明，中小型奶牛场（100-300头奶牛）率先采用机器人挤奶，工人不需要每天给奶牛挤两三次奶，工作条件和时间更为灵活，尤其受到青年农民的欢迎。挤奶机器人的商业价值更多体现为灵活的工作时间和更高的生活质量，而不是纯粹的经济效益。然而，最近有证据表明，大型奶牛场（超过1000头奶牛）正在采用机器人挤奶系统以应对劳动力短缺。29机器人挤奶机的购置成本较高，对于规模很小的农场往往不具经济可行性，这些小农场主要位于低收入和中等收入国家。这项技术可能对拥有相对较大畜群的商业畜牧场更有吸引力。
图6展示了正在普及的各类技术，包括自成一体的数字解决方案（见术语表）、无人飞行系统（俗称无人机）和遥感、配备全球卫星导航系统的机械化解决方案、可变速率技术和设施农业解决方案。早在1990年代，大量文献论证了使用全球卫星导航系统的商业价值，36促进了这项技术的推广。相比之下，可变速率技术的情况却不容乐观，因为关于其是否能产生经济效益，目前的证据众说纷纭（见第2章）。29
图6 数字自动化技术推广条件的成熟程度
资料来源：Ceccarelli等人，2022。31
一些技术还未真正进入市场，或仍停留在原型机阶段，包括用于传感和投入品施用的无人机、用于大田农业、设施农业和水产养殖的高级自动化技术和机器人。一些技术的商业回报已经得到证明，并正在取代高收入国家的体力劳动，执行灌溉、虫害侦察、收获、除草和水果选择性采摘等一系列任务，而没有证据表明这些技术在低收入和中等收入国家得到采用。
许多解决方案仍处于研发和商业化的早期阶段，商业逻辑尚不明确。在27个研究案例中，一些只是初具雏形（GRoboMac和Seed Innovations），而其他解决方案很快就可以上市（如Atarraya、Food Autonomy、GroboMac、Harvest CROO Robotics、Hortikey和UrbanaGrow）。有几个解决方案正在逐步推广（如Aerobotics、Cattler、Cropin、ioCrops、SeeTree、SOWIT、TROTRO Tractor和Tun Yat）或日益成熟（Lely、ZLTO、ABACO、Egistic和Igara Tea）。有关各项技术所处的商业化阶段，详细信息见附件1。
深入审视案例研究的结论
从服务提供商的角度来看，案例研究反映出的最为重要的一点是，27家企业中只有10家表面上是盈利的，具有财务可持续性。这些企业处于成熟阶段（见图6），大多位于高收入或中等偏上收入国家，主要为大规模生产者服务，但也有例外，例如乌干达的一家茶叶企业以小型茶农为目标客户。这些企业大多数在高收入国家经营，也有几家位于中等偏上收入国家，如南非的Aerobotics、墨西哥的Atarraya和阿根廷的Cattler。这一事实表明，投资这些技术的商业逻辑或许在高收入国家更有说服力。
从用户的角度来看，超过三分之一的案例表明，解决方案提高了产量和效率，并带来了新的市场机会，农民因此从中受益。例如，在乌干达，通过Igara Tea这个旨在提高茶叶产量和生产效率的数字解决方案，7000名农民在五年内将产量提高了57%。缅甸的农机租赁公司（Tun Yat）让使用其服务的农民每人每年大约能多挣240美元，主要是因为租用的农机提高了脱粒的质量，机械化操作也减少了收获后的作物损耗。31在另外三个案例中，GARBAL用于畜牧业，TROTRO Tractor从事种植业机械化租赁业务，SeeTree用于果树种植，尽管目前还没有充分的证据证明采用这些技术的经济可行性，但农民既然愿意花钱购买这些解决方案，说明这些技术的确具有商业价值。在缺乏商业价值信息的情况下，某种解决方案吸引的用户或投资数量也可以用来说明财务可持续性。例如，五个案例的服务商提供了使用其服务的生产者数量信息（Aerobotics、Cattler、Egistic、Lely和SOWIT），两个案例的服务商提供了公司所获得的投资信息（Atarraya和Harvest CROO Robotics）。
这些技术很多仍处于开发的初级阶段，商业价值尚不明确。需要开展进一步的成本效益分析，从而搜集证据，以便更好地对技术进行因地制宜的调整（插文14为欧洲的案例）。
插文14数字化果园喷雾器在欧盟的影响：来自波兰和匈牙利的证据
欧盟已向SmartAgriHubs投资2000万欧元，旨在实现欧洲农业的数字化。项目包括智能果园喷洒应用程序，利用内置物联网设备的智能喷洒技术，优化果园的运营效率和处理质量。支持物联网的喷雾器可以根据果园特定的区域和单棵果树的条件自动启动，显著减少农药的使用。智能果园喷雾应用云与农民现有的作业流程和应用软件进行集成，进一步提高了水果生产的效率、利润和可持续性。由于具有可追溯性，这项技术还可以提高食品安全和质量。决策的优化使果农每年每公顷可节省517欧元的燃料费，农药成本也降低了25%，利润得以增加。
资料来源：IoF，2019。37
解读目前已经收集到的信息，有助于了解影响数字自动化采用的动力和障碍。首先，解决方案采用率上升不仅表明技术可以成功地执行农业操作，而且表明农民掌握了这些技术的使用方法。一个关于作物和牲畜数字化应用的案例（ZLTO）表明，农业生产者往往没有时间去学习和熟悉新的解决方案，如果数字解决方案没有内置于农业机械内，难度会进一步加大。相反，如果新款的农业机械已经配备了全球卫星导航系统，农民就很容易上手，能在作业过程中对机器进行精确的定位。31
农业生产者采用数字自动化技术举步维艰，其中一个主要原因是农民普遍缺乏数字技能，并且对这些解决方案的潜力没有充分的认识。此外，人们都想安于现状，尤其是老龄化严重的农业人口。各国的案例都体现了这些因素的影响（欧洲的AbacoAbaco、大韩民国的ioCrops、尼泊尔的Seed Innovations、美洲及欧洲和南非的SeeTree、斐济及其他太平洋岛国的TraSeable Solutions，以及缅甸的Tun Yat），这些因素并非仅仅在低收入或中等收入国家才存在。出于这个原因，人口的代际更替可能会推动新技术的采用，青年农民被寄予厚望，他们可能是实现家庭农场向数字化和先进自动化转型的关键。来自大韩民国（ioCrops）和美国（Atarraya和Cattler）的三个案例表明，青年农民更容易被创新所吸引。因此，能力建设对于推动新技术的采用至关重要。
影响新技术采用的另一个动力或障碍是对风险的态度。两个案例（Aerobotics和Cattler）表明，南非和阿根廷的大型生产者通常比美国的同行更为主动，对数字自动化解决方案的态度更为开放。这主要是因为美国的生产者承受的市场风险较小，而阿根廷和南非的生产者需要在国际市场上进行激烈竞争。事实上，阿根廷和南非的生产者锐意进取，敢于冒险，很可能是迫于国际市场上的竞争压力，才导致他们更踊跃地采用新技术。
第2章中也提到了推动新技术采用的其他动力，包括劳动力短缺（例如季节性短缺，GroboMac、Igara Tea、SOWIT和TROTRO Tractor），以及对安全工作条件和减少的繁重劳动的诉求（Lely和SOWIT）。TROTRO Tractor的案例反映出一个有趣的现象，劳动力短缺是推动女性农民采用新技术的强大动力，因为她们比男性农民更难雇到工人。此外，妇女通常只有等男性使用完机器后才能自己用，等轮到她们的时候天已经黑了。TROTRO Tractor的解决方案让女性自主地使用机器，而不受男性的支配。30另一个有趣的现象是，COVID-19疫情在两种情况下可能推动了新技术的采用，因为疫情期间需要尽量避免或减少身体接触，数字解决方案的价值得以突显（见插文15）。
插文15COVID-19疫情激发对数字技术的兴趣：来自两个案例研究的证据
在为本报告编写的27个案例研究中，有两个案例研究提到了COVID-19疫情推动新技术采用的特殊作用。TROTRO Tractor在几个撒哈拉以南非洲国家开展业务，而疫情是其业务得以推广的重要动力。尽管疫情限制了人员流动，由于有TROTRO Tractor提供的平台，作物生产并没有中断，平台发放电子代金券也促进了采用。
TraSeable提供一款带有简单数字工具的移动应用程序，让太平洋岛国的农民能够及时了解最新的农业行情。COVID-19疫情也推动了TraSeable的采用。该应用于2020年发布，据受访者称，疫情暴发后，应用的下载量显著增长，因为疫情防控要求减少人员面对面接触。
资料来源：Ceccarelli等人，2022。31
