约翰迪尔, 一家以生产拖拉机而闻名的公司, 进入人工智能行业. In 2017, 约翰迪尔实验室以3.05亿美元收购了蓝河科技公司, a startup with computer vision 和 machine learning technology that can identify every individual plant on a farm. 这意味着可以很容易地将抗除草剂杂草与健康植物区分开来. 最终结果是? 据Blue River称，农民可以在提高产量的同时减少约95%的化学品使用.

环境, 社会, 人口因素对传统农业食品生产技术的压力越来越大, 投资者和企业家都开始转向创新.

舞台布置好了 喂养未来:农业食品工业概述, we will now go into further detail on the innovative technologies that are revolutionizing the food production business. 我们详细介绍了该领域有前景的新技术，以及将这些技术付诸实践的有趣初创公司, 如 垂直农场, 替代蛋白质, 精确农业, 农业生物技术, 其他有趣的未来趋势.

垂直农业实现可控和可持续生产

垂直农业是在垂直堆叠层中种植作物的做法. 这 is made possible by using growing shelves suspended on a wall or a fence 和 implementing hydroponic techniques to nourish the plants.

该技术具有很大的潜力，因为它确保了对许多生产变量的控制. It not only reduces the number of inputs consumed but also allows for control over crop pathogens 和 parasitic 昆虫. 这使得 更短的作物周期 和 全年生产的可能性:

• 减少农业用地
• 有效应对城市化趋势，将作物移入城镇
• 减少了将食品运送数百公里到市场的需要
• 无论季节或天气如何，都要保持生产
• 防止…发生的 与气候变化有关的危害

这, 结合在水和投入方面的显著节约, will be a key driver for success in facing increasing food dem和 和 for the success of the agrifood industry.

然而，扩大垂直农业可能会带来困难，主要是由于 高能耗 这种技术要求，这不可避免地会对其碳足迹产生影响. 垂直农民愿意使用可再生能源为他们的经营提供动力, 但该行业仍有很长的路要走.

大多数垂直农场都失败了，因为成本太高 机械设备 人造光输给了泥土、温室和太阳等更简单的技术. 但这个概念现在正吸引着企业投资的激增, 以Spread或很多等公司为例, 美国创业公司 $200 来自软银的孙正义和亚马逊的杰夫·贝佐斯等投资者. 根据Markets和Markets的说法，农业食品市场的这一部分正在快速增长 24.8%的复合年增长率预计将达到5美元.2022年达到80亿美元.

水培法和气培法是该领域应用的两种主要技术. 的 implementation of one of the two involves significant resource savings 和 a good balance between water usage 和 the necessary fertilizers/nutrients.

气候控制装置 会是这个市场中增长最快的硬件部分吗, 对提高产量起着至关重要的作用. 确保受保护的生长环境, 影响气候的几个因素需要在先进水平上加以控制.

垂直农业市场 亚太地区 与其他地区相比，预计到2022年将拥有最大的份额.

各地区垂直农业市场(百万美元)

日本有许多农场, 新加坡, 台湾, 以及其他已经在推动该地区市场的技术先进国家. 投资大幅增长 2015年和2016年为6000万美元，2017年和2018年为4.14亿美元.

资本支出 对这些公司来说高吗. 一个小规模的, 低技术含量的垂直农场业务大约需要280美元,2000万美元用于启动第二代工厂，高达1500万美元用于建设第二代工厂. 最具创新性的工厂包括数据管理, 工厂管理自动化, 收获自动化, 收获后自动化. 平均而言，这种植物每单位的产量是传统农场的55倍. 此外, 创新应该减少运营费用:例如, 提高这种技术中使用的LED灯的效率.

这个市场的主要参与者是 AeroFarms该公司是一家总部位于美国的公司，从事这一业务已有15年，并已获得融资 $238 百万, 很多 (美国) $226 几百万.

对于欧洲环境而言， Infarm (德国)是一家总部位于柏林的公司，已经筹集了大约1.22亿美元， Agricool (法国)已经筹集了3600万美元，其主要重点是草莓生产， Agrilution (德国)筹集了4美元.600万; Sfera阿格里科拉 (意大利)筹集了7美元.500万美元，收益4美元.2300万年.

增加替代蛋白质的使用

研究人员和初创公司正在努力研究替代蛋白质, as feeding the growing population with meat from livestock will most likely become quite difficult due to the continuous growth in meat dem和.

因此， 46% 在全部农产品中，目前仅用于饲养牲畜. 提高传统肉类生产效率的解决方案几乎已经用尽, 追求这些目标并不能克服全球农业和粮食挑战.

因此，新的肉类产品和市场参与者正在不断发展. 一些公司没有加强传统的肉类生产，而是专注于 发明 新产品取代传统肉类. 一些最有前途的领域是 昆虫肉，新型纯素肉类替代品，以及人造肉.

生产肉类 蛋白质主要来自蟋蟀和粉虫吗. 这种趋势有一些好处, 比如，与传统肉类相比，它能更好地转化能量和蛋白质. Insect food has greater potential for feeding livestock instead of humans because of its taste 和 textural differences versus traditional meat 和 the negative consumer perception of 昆虫 as food in the vast majority of Western countries.

全球肉类市场预测

最有趣的两个趋势可能是新型纯素肉类替代品和人造肉. 第一种不需要动物成分, 与传统的素食替代品相比，它的感官特征更接近肉类. 的 main reason for this is a sophisticated production 过程 that uses hemoglobin 和 binders extracted via fermentation from the plants. 这个领域的创业公司(例如.g., 不可能的食物, 只是, 除了肉)筹集了超过9亿美元的资金，截至2018年, 这些产品已经在超市和餐馆有售.

Cultured meat represents an alternative to meat that is created through exponential cell growth in bioreactors. Meat culturing will represent the greatest opportunity even though it is in a poor development state due to the significant cost associated with it.

的 过程 begins when a cell is extracted from a living animal 和 grown in a lab to permanently establish a culture (called a cell line). 这些细胞可以来自多种来源:活体动物的活组织切片, 鲜肉块, 或者手机银行. 细胞系可以基于 主细胞 或在 干细胞. 一旦选择了一个好的细胞系, 样品被引入生物反应器，在那里细胞呈指数增殖并可以收获. 其结果是肉几乎无法区分动物的肉. 目前还没有商业产品出售即使这项技术有可能颠覆数十亿美元的全球肉类产业.

最具潜在破坏性的趋势可能是新型素食和人造肉, which are going to reach—respectively—25% 和 35% of the global market value in 2040 thanks to their high commercial potential motivated by their high similarity to real meat. 这使得它们对风险资本具有吸引力. 特别是, 从长远来看，人造肉将是赢家, 但在过渡阶段，新的纯素肉类替代品将是必不可少的.

最先进的新型纯素肉类替代企业位于美国. 除了肉 和 不可能的食物 are among the most famous 和 have already picked up several hundreds of 几百万s of dollars.

不可能的食物在2019年的E轮融资中筹集了3亿美元, 使总股本价值达到7亿美元. 投资者包括比尔·盖茨等知名人士, GV(前身为谷歌Ventures), 瑞银(UBS), 和帆船资本. 除了肉已经上市.

来源:Crunchbase实际上.

这些公司最接近于将其产品商业化. 植物性食品和饮料替代品市场是 预期 达到80美元.到2024年将达到430亿美元，并以每年13%的速度增长.预测期间复合年增长率为82% 期 2019年至2024年.

最大的人造肉企业位于美国. 灰熊肉这家总部位于旧金山的公司筹集了1.61亿美元，用于建立一个以细胞为基础的肉类工厂. 这 investment round increases the Californian cell-based meat company’s total funds more than eightfold. 投资者包括泰森食品、理查德·布兰森和比尔·盖茨.

Investors have put more than $16 billion into US plant-based 和 cell-based meat companies in the past 10 years—$13 billion alone in 2017 和 2018, 根据 两份报告 释放 好食物协会 in 2019.

精准农业成为主流

在过去的二十年里, 精确农业 has successfully made the transition from being an academic research topic to a highly beneficial practice in the field of agriculture. 到2030年底， 精确农业 即将成为农业领域最具影响力的趋势之一.

各地区精准农业市场增长率(2021-2024年)

精准农业是一种以观察为基础的农业经营理念, 测量, responding to inter- 和 intra-field variability in crops with the goal of defining a decision support system (DSS) for optimizing returns on inputs while preserving resources.

2015年，精准农业投资达到6.61亿美元，涉及96笔交易, 与2014年相比增长了140%, 根据 AgFunder. 然而, 精准农业在2016年减少了4.05亿美元, 这主要是由于无人机支出的减少. It is possible to identify three main directions of 精确农业 that will guide the future of this sector: 图像和传感器, 机器人与自动化, 数字化和大数据.

图像和传感器 关注现场绩效监测的做法, 土壤监测, 并通过现场计算机或卫星实时操作, 无人机图像, 作物状况传感器, 旨在提供一个帮助监控和自动化输入的系统.

机器人与自动化 指机器视觉、航空传感、人工智能等技术.

数字化和大数据 使用野外地图, 增强现实, open-data platforms to reach advanced analytics 和 intelligent machinery design toward business intelligence services.

预计该市场将在2012年实现增长.8%的复合年增长率达到5美元.到2021年将达到50亿美元. 目前，EMEA地区占据市场主导地位(41%)，其次是亚太地区(32%)和美洲(27%)。. 拜耳 成立了400多名专业人士的团队，投资1亿美元.250亿美元用于推动为农民提供数字产品的发展.

由于潜力巨大，精准农业是一个拥挤的领域. Feeding the world 和 earning a return while doing it is highly motivating for a lot of different players. 像约翰迪尔这样的公司, CNH, 日本久保田公司, 博世, 特林布尔, 和Topcon也在关注这一领域, 还有大量的创业公司, 包括:

农业生物技术正在改变农业经营

另一个快速增长的利基市场采用了相关数量的技术创新 农业生物技术, which includes all the biological or chemical tools 和 过程es used in the farm 和 also in the post-farming 过程es. 这一类别涉及不同类型的技术和科学，包括 遗传学, 繁殖, 微生物研究, 合成化学, 动物健康.

遗传学 involves 过程es that allow the transfer of useful characteristics from one plant to another through the direct manipulation of an organism’s genetic material.

繁殖 这门科学是通过改变植物的性状来产生我们想要的性状吗.

微生物研究 consists of generating valuable insights into the biology of microbial communities 和 their impact on their surroundings 和 their hosts.

合成化学 一个新兴的研究领域是否旨在创造新的生物部件, 设备, 和系统, 或者重新设计自然界中已经存在的系统.

动物健康 包括提高动物饲料质量的技术, 动物表演, 和/或动物健康, 以及创造作为主要或次要食物来源的新型动物饲料的技术.

全球农业生物技术市场预计将达到33美元.80亿年 by 2024生长在10英寸.年复合增长率9% (2019-2024). 由于对转基因生物的接受程度最高，北美是最大的农业生物技术市场.

的 基因工程 market is a fast-growing one 和 can have positive impacts on the environment—GMO crops dem和 fewer chemicals, 土地, 和机械, 这有助于减少环境污染和温室气体排放. 进一步, 这门科学的重点主要是创造能够抵抗除草剂的新种子和植物, 昆虫, 病毒在生长过程中对环境压力具有耐受性.g.(如干旱、洪水)，并有额外的营养价值和改善的味道.

基因工程也有一些缺点. 一般, 病原体能够适应新的基因图谱, 因此, 可能会有意想不到的副作用.g.例如，抗旱植物对阳光直射的耐受性较差)。.

除了, the use of copyright 和 patents to protect the Intellectual Property Rights (IPR) is a major advantage in this field, 模仿成本低的以模仿成本低为特点的.

一些活跃在农业生物技术领域的初创企业和中小企业有:

未来的其他有趣趋势

从历史上看, 农业经历了一系列提高效率的革命, 收益率, 盈利能力也达到了以前难以想象的水平. 对未来10年的市场预测显示 数字革命 这可能会影响到农业食物链的各个方面.

从气候的角度来看, there is a growing need to figure out how to produce as much food as possible with the same amount of crop土地 (if not less). 然而, 如前所述, climate change is not the only factor threatening the food business in the next few years; there will also be a 对农业技术解决方案的需求日益增长.

以前, 我们讨论了培养肉在未来的重要性, CRISPR和基因组编辑, 精确农业, 垂直农业. 但这些并不是研究人员正在研究的唯一可用技术. A 广泛的解决方案 is being explored in order to face both climate change food-related challenges 和 the expansion of food dem和. 一些例子包括:

• 使用化合物 防止肥料将土壤微生物转化为一氧化二氮这是一种非常有效的温室气体.
• 发展品种 吸收更多的作物 氮.
• 减少牲畜的碳足迹 用不同的方式喂养它们，比如用海藻.
• 采用 沙漠农业 海水养殖. 由于资源的日益匮乏, 世界必须把沙漠和海洋变成粮食生产设施.
• 应用 3 d打印技术 粮食生产. Experts believe printers using hydrocolloids could be used to replace the base ingredients of foods with renewables like algae, 浮萍, 和草. 现在，一些科学家正在试验用藻类代替动物蛋白.

不幸的是, a lot of these agrifood technologies are not yet receiving the number of 投资 they require to be effectively implemented; nonetheless, 这个领域正在上升。 意识 很快，然后 投资 因此在增长.

阅读本系列的第一部分: 喂养未来:农业食品工业概述.