傳感器、食品、自動(dòng)化和工程學(xué)是加速農(nóng)業(yè)及自然生產(chǎn)的4大主要方面。以下則為相關(guān)技術(shù)。

一、傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)作物、牲畜及農(nóng)機(jī)狀態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤和診斷。

1.空氣及土壤傳感器：自動(dòng)化農(nóng)場(chǎng)的基本添加，能夠?qū)崟r(shí)了解農(nóng)場(chǎng)、森林及水體的當(dāng)前情況。

2.設(shè)備遠(yuǎn)程信息處理：允許拖拉機(jī)等機(jī)械設(shè)備發(fā)布技術(shù)故障警告。拖拉機(jī)間的通訊能夠被用作初級(jí)的‘農(nóng)場(chǎng)群’平臺(tái)。

3.家畜生物識(shí)別技術(shù)：通過加載定位系統(tǒng)、無線射頻識(shí)別和生物測(cè)定技術(shù)，自動(dòng)確定并轉(zhuǎn)播重要的牲畜實(shí)時(shí)信息。

4.作物傳感器：不再依賴施肥前的處方，而是利用高分辨率的作物傳感器向施肥工具傳達(dá)準(zhǔn)確的肥量信息。光學(xué)傳感器或無人機(jī)能夠確定田間的作物健康狀況。

5.基礎(chǔ)設(shè)施健康傳感器：可用于監(jiān)測(cè)建筑物、橋梁、工廠、農(nóng)場(chǎng)及其他基礎(chǔ)設(shè)施的顫動(dòng)及材料情況。結(jié)合傳感器等智能網(wǎng)絡(luò)，其可將關(guān)鍵信息反饋給養(yǎng)護(hù)隊(duì)或機(jī)器人。

二、食品或可直接從基因重組中獲益，有望直接從實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)肉類。

1.基因設(shè)計(jì)食品：為更好地滿足生物和生理需求，創(chuàng)建全新的食用牲畜和植物。

2.試管肉：也被稱為培養(yǎng)肉，是存在于完整活體動(dòng)物以外的鮮肉產(chǎn)品。雖然尚未供以公共消費(fèi)，但如今的多個(gè)研究項(xiàng)目已成功實(shí)驗(yàn)性地培育出試管肉。

三、自動(dòng)化通過大規(guī)模機(jī)械和微型機(jī)器人在植物層面對(duì)作物進(jìn)行檢查和養(yǎng)護(hù)。

1.變量劃幅控制：基于現(xiàn)有地理定位技術(shù)，未來的劃幅（收割的寬度）控制能夠通過減少重疊投入來節(jié)省種子、礦物、化肥和除草劑。通過提前計(jì)算農(nóng)田的形狀、了解田間不同區(qū)域的相對(duì)生產(chǎn)率，拖拉機(jī)或農(nóng)場(chǎng)機(jī)器人能夠程序性地按照變量為整片農(nóng)田提供輸入。

2.快速迭代選擇育種：下一代的選育手段，定量分析zui終結(jié)果并通過運(yùn)算法則提供改良建議。

3.農(nóng)業(yè)機(jī)器人：用于實(shí)現(xiàn)收割、果實(shí)采摘、犁地、土壤養(yǎng)護(hù)、除草、種植及灌溉等農(nóng)業(yè)進(jìn)程的自動(dòng)化。

4.農(nóng)業(yè)：基于觀測(cè)和響應(yīng)田間變化的農(nóng)業(yè)管理手段。農(nóng)民利用衛(wèi)星圖像和*傳感器，在盡可能保護(hù)資源的同時(shí)優(yōu)化投入回報(bào)。進(jìn)一步了解作物變率、地理定位天氣數(shù)據(jù)及傳感器，對(duì)自動(dòng)化決策的制定及互補(bǔ)性種植技術(shù)加以改善。

5.機(jī)器人農(nóng)場(chǎng)群：數(shù)十個(gè)或數(shù)百個(gè)農(nóng)業(yè)機(jī)器人與數(shù)千個(gè)微觀傳感器的假設(shè)性結(jié)合，在沒有人為干預(yù)的情況下，對(duì)田間作物進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)、耕種和摘取。

四、工程學(xué)涉及將農(nóng)業(yè)擴(kuò)展至新方法、新位置以及經(jīng)濟(jì)新領(lǐng)域的技術(shù)。

1.封閉生態(tài)系統(tǒng)：不依賴系統(tǒng)外物質(zhì)輸入的生態(tài)系統(tǒng)。理論上，這類封閉生態(tài)系統(tǒng)可將廢棄產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為氧氣、食物和水，以支撐系統(tǒng)內(nèi)的生命形式。

2.合成生物學(xué)：利用標(biāo)準(zhǔn)化部件對(duì)生物學(xué)進(jìn)行編程，類似使用標(biāo)準(zhǔn)化圖書館對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，包括對(duì)生物技術(shù)的廣泛重新定義和擴(kuò)充，*目標(biāo)是能夠設(shè)計(jì)、建造和修復(fù)工程生物系統(tǒng)。工程生物系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理信息、操縱化學(xué)物質(zhì)、裝配材料與結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)能源、提供食物以及維護(hù)和強(qiáng)化人類健康和環(huán)境。

3垂直農(nóng)業(yè)：城市農(nóng)業(yè)的自然延伸，可在摩天大樓內(nèi)種植植物或飼養(yǎng)動(dòng)物。其優(yōu)點(diǎn)頗多，包括全年作物生產(chǎn)、免受氣候影響、支持城市糧食自給以及降低運(yùn)輸成本。