2047年上午：加利福尼亚中央山谷的这座农场正在破晓，工作正在顺利进行。一辆机器人拖拉机沿着一排排的番茄植株行驶，在除草的同时用狙击的方式进行。一架无人机在田野上空盘旋，寻找疾病的迹象。在饲养场，传感器显示哪些牛生长旺盛，哪些吃得少，这是疾病的早期征兆。

农场经理从她的办公室检查流入的作物和牲畜数据，正在做什么以及需要注意什么。在整个农场中，熟练工人倾向于机器以及动植物。

多亏了科技，这座未来的农场比以往任何时候都能生产更多的粮食，以土地、劳动力、能源或材料的投入来衡量，而且水资源更少，对环境和气候的影响也更小。它还为新一代农场工人提供了熟练的职业。

这就是加州大学戴维斯分校（University of California，Davis）智能农场倡议背后的愿景“大创意”校园希望能吸引合作者、捐赠者和支持者的注意。

加州大学戴维斯分校（UC Davis）生物与农业工程教授大卫·斯劳特（David Slaughter）表示：“智能农场是为了应对农业领域的重大挑战，利用技术在气候变化的情况下增加粮食和可再生能源的生产。”。“在50年或100年后，农场会是什么样子？我们必须解决人口增长、气候变化和劳动力问题，这引起了人们对技术的极大兴趣。”

Slaughter正在努力吸引资金，将Smart Farm从一系列想法和计划转变为一项综合倡议。他希望在113号公路以西的校园内为这项倡议建立实体存在，包括实验室和车间、实验场、教育空间和一个用于无人驾驶飞行器的“无人机”。愿望清单上的其他项目包括新的植物科学设施和一个“垂直农业”设施，用于在非常有限的空间内试验种植作物的方法。来自私人慈善机构、基金会或政府拨款的新资金可以支持研究人员和学生，包括一名或多名捐赠教授。

斯劳特希望，通过汇集不同的研究团队，智能农场将加速机器人、植物科学和动物护理等农业技术的发展。与此同时，Slaughter和他的同事们希望创造新一代高科技农场工人，而目前的劳动力则过渡到不那么依赖体力劳动的工作岗位。

“大卫的方法令人耳目一新，因为他正在考虑工人和机器如何协同工作，”加州大学戴维斯分校学生事务副校长阿德拉·德拉·托雷教授说，他研究拉丁美洲和奇卡诺社区的健康与发展。

农业机器人

其中一些机器人已经出现在加州大学戴维斯分校的田地里。例如，在美国农业部的支持下，Slaughter的团队建造了一台自动耕种机，以取代手工除草。机器拖着拖拉机，识别出一排农作物中的杂草，并将其从土壤中清除。

耕耘者可以区分作物和杂草，因为作物种子上涂有荧光染料，在幼苗发芽和生长时，荧光染料会转移到幼苗上。染料逐渐消失，但年轻植物上有足够的染料，可以让耕种者将其挑出并剪掉不发光的杂草。

加州大学戴维斯分校（UC Davis）现场试验中的另一个机器人是一个轨道上的盒子，带有带摄像头的伸缩颈部。机器人在一个高粱架上飞驰而过，拍摄照片，收集植物的数据以及它们捕捉到的光线。这些数据会传回给一位植物育种家，他可以利用这些数据为下一轮育种杂交进行新的选择。

Slaughter说：“农民将掌握到单株水平的知识。”。

以动物为中心的福利

植物在机器人管理方面有一些明显的优势：它们不会移动，也不会踢翻机器人或试图吃掉它。但在饲养牲畜方面，新技术仍有很大的发展空间。 

动物科学教授卡桑德拉·塔克（Cassandra Tucker）表示：“我们看到的是技术增强护理的机会。”。塔克专门从事牛肉和奶牛的护理，她看到了利用传感器和信息技术更好地管理大型畜群和个体动物的机会。

她说，在生产动物中，健康不佳的第一个迹象是动物的食欲下降。

她说：“如果我们能在单个动物身上使用传感器来监测食物摄入和反刍，我们就可以在看到其他临床症状之前，先看看动物是否生病。”。

在加利福尼亚州，肉牛开始生活在草地上，然后在饲养场肥育。饲养场系统使牲畜更快地进入市场，产生更少的温室气体排放，并更有效地利用土地。但当动物来到饲养场时，随着饮食的改变，也会出现健康问题。塔克说，获得更多关于单个动物的信息将使牧场主能够围绕动物福利优化他们的系统。

研究工具

家禽专家Maja Makagon正在使用新技术作为了解鸟类行为的工具，这可能会带来更好的动物福利和生产力。

她说：“对于家禽，我们还没有技术来观察单个鸟类，所以我们仅限于研究禽类。”。“如果没有技术，很难获得大量此类数据。”

例如，Makagon正在使用单个母鸡上的传感器来记录它们的龙骨（胸骨）撞到什么东西。龙骨损坏是一个可能影响产蛋的重大问题。

塔克说，这种“智能农业”的关键是以农民和工人可以访问和使用的方式提供所有这些信息。

她说：“你需要以某种有用的方式向用户传递信息。”。

原来的样子

田里的机器人和谷仓里的传感器可能会吸引注意力，但对农场工人来说可能会有不利影响。过去，引进新技术意味着失业和流离失所的社区。

例如，在20世纪60年代中期，加州大学戴维斯分校开发了机械化番茄收获机和适合机械收获的番茄品种。机械化的部分原因是“Bracero”项目的结束，该项目吸引了墨西哥的外来工人，同时，美国农业工人联合会正试图组织工人，争取更好的工资和条件。

德拉托雷说，从历史上看，新技术是在劳动力价格上涨时引入的。

德拉托雷说：“农业院校的很多做法都是将劳动力视为生产的一种投入。”。“但劳动力投入是一个人。如果你只从生产的角度考虑技术，你就不会考虑它对工人意味着什么。”

因此，引进新技术往往会取代工人，尤其是加入工会的工人。

de la Torre说：“智能农场方法的一大优点是，我们引入技术的方式可能有意向性。”。“我们可以为农民和工人优化它。”

除了思考机器和人如何才能最好地协同工作之外，该倡议还对农业职业发展提出了新的思考。

加州大学戴维斯分校护理学教授兼CAMPOS项目主任玛丽·卢·德莱昂·西安茨（Mary Lou de Leon Siantz）表示：“我们正在考虑一个关于农业工作如何进行的大胆新视角。该项目为STEM领域的女性和少数民族学者提供了机会。”。“下一代农业工作者将是科学家和工程师，我们需要开始让学生为这类工作做好准备。”

传统上，农业劳动是一项艰苦、累人的工作。

斯劳特说：“人们不会把它作为一种职业，而是为了生存。”。

加州大学戴维斯分校生物科学学院教授雷·罗德里格斯（Ray Rodriguez）也经历过这种经历。从六岁起，罗德里格斯就和家人一起在中央山谷采摘棉花、葡萄、哈密瓜和西红柿。

罗德里格斯说：“你有一个包，叫做一个套在头上和肩膀上的脖子袋，孩子50磅，女人100磅，男人150磅。我爸爸会和其他男人竞争，看看他们一天能挑多少，300、400或500磅。”。

他最后一次从事农场工作是在1965年，当时他采摘葡萄，以提高上弗雷斯诺城市学院（Fresno City College）的学费。

“我说我再也不会这样做了。除非你必须这样做，否则你不想让人们暴露于其中。”

罗德里格斯（Rodriguez）从弗雷斯诺城市学院（Fresno City College）转学到加州大学弗雷斯诺分校（CSU Fresno）攻读学士学位，并在加州大学圣克鲁斯分校（UC Santa Cruz）攻读遗传学博士学位。他可以回顾自己在植物遗传学、分子生物学、生物化学、营养学和基因组学方面的研究和教学生涯。2010年，他与人共同创立了全球健康共享倡议，旨在加快发展中国家低成本、有效的医疗保健解决方案的商业化。

如今，罗德里格斯（Rodriguez）和德莱昂·西安茨（de Leon Siantz）正在制定教育和培训建议，旨在将农业工作转变为高科技、高技能的职业。

明天的农场工人可以花时间修理机器，分析数据或调试机器人的代码。像这样的任务需要广泛的技能和培训，从证书课程到研究生学位。

罗德里格斯说：“如果农场劳动力不进行转变，我们将看到大量农场工人及其家人流离失所。”。“我们必须使这对农民、工人、他们的孩子以及消费者来说都是双赢的。”

罗德里格斯（Rodriguez）和德莱昂·西安茨（de Leon Siantz）预计将建立一个包括中学、高中、社区学院和大学的培训管道，为不同水平的能力和成就提供培训。

De Leon Siantz研究了中央山谷农场工人及其孩子的成功和问题：是什么让孩子们继续上学，是什么让他们辍学。她说，创造一支新的农业劳动力意味着与社区接触。

德莱昂·西安茨说：“我们需要联系父母和孩子，帮助他们想象如何实现他们的伟大梦想。”。

De Leon Siantz希望与国家4-H组织合作，为K12学校开发新的项目，并将其连接到社区学院、扩展、本科生和研究生项目的管道中，这些项目可以为各个能力水平的学生提供服务。

德拉托雷说：“我们必须从广泛的角度考虑与社区合作，做出广泛的改变。”。“这些社区都很清楚自己的利益，也很清楚什么时候某个项目对他们没有好处。如果你有意义地让人们参与讨论，你会成功得多。”

转变农业

加州大学戴维斯分校（UC Davis）在农业创新方面有着悠久的历史，自然有能力创造农业的未来，从作物改良到机器人技术。但更重要的是，协作和跨学科工作的校园文化可以带来不同群体的人——生物学家、工程师、教育家、社会学家——在农业方面进行变革，造福工业、消费者和社区。

农场工作的未来不是采摘，而是管理技术。通过智能农场倡议，Slaughter及其同事不仅希望发明技术，还希望开发培训和职业道路，从而在农业领域开辟新的机会。

斯劳特说：“还有什么地方比加州大学戴维斯分校更适合训练他们？”。

媒体联系人：安迪·费尔，加州大学戴维斯分校新闻与媒体关系部，530-752-4533ahfell@ucdavis.edu