（圖片來源：Better Food Ventures）
從室內農業出發，把食品體系一覽無遺
室內農業的有趣之處就在于它是人類食品體系的縮影。無論是在溫室還是在沒有陽光的垂直農場環境中，這種種植方式從生產到消費都具有顛覆性，許多室內經營者將他們的產品作為品牌產品銷售給消費者。正如我們即將探討的，室內農業價值鏈反映了當今我們整個食品體系所面臨的一系列挑戰和機遇：供應鏈、安全、可持續發展和勞動力問題。當然，COVID-19大流行波及并影響了該體系的各個方面，或加劇了挑戰，或加速了變化和成長。
“室內農業科技概覽2021”提供室內食品生產價值鏈的技術和創新生態系統的快照。從組件技術公司到完整的種植系統提供商，再到真正的技術前衛的室內農場經營者。和以前一樣，概覽圖并不是包羅萬象的，這一概覽展現了一個細分領域的部分，旨在突出利用數字和信息技術提高和優化室內食品生產規模的創新參與者。
供應鏈與安全：食物從何而來?
這次新冠病毒的突襲，突出了現有供應鏈的缺陷，并增強了消費者了解其食品來自何處、加工和包裝有多安全以及到達目的地有多遠的愿望。室內農業的一個關鍵點就在于其內在的潛力，有多大的能力來應對當前糧食系統的這些和其他挑戰。
室內農業種植者可以把他們的業務設在配送中心和消費者附近，減少食品里程和接觸點，以便持續提供更新鮮的農產品，減少食品浪費，并獲得令人垂涎的“本地”優勢。這種去中心化的體系還可以增加過度依賴獨家來源和進口的供應鏈的彈性。
局地種植有多種形式。溫室種植者傾向于把他們的農場設在大都市地區以外，而無需陽光的垂直農場種植者可能在市中心經營，比如新加坡的可持續農業和倫敦的地下種植。像Square Roots這樣的種植者將他們的室內農場與合作伙伴的區域分銷中心共同選址，而Babylon則在醫療保健、高級生活設施和大學現場部署了微型農場解決方案。最近，Infarm宣布，它將超越“在雜貨店里生長”的模式，包括在多個城市分散部署高容量“生長中心”。此外，如果你的國家從其他國家進口大部分產品，那么“就地種植”的對國家和市場來說都具有更大的意義；海灣地區的一些國家已經宣布了主要的室內種植計劃和項目，包括AeroFarms、Pure Harvest和&ever，以解決該地區對其他國家的糧食依賴。
隨著消費者越來越關注食品安全問題，有機產品在2020年一躍而起，銷量成兩位數增長。疫情帶來的對食品安全的關切只會加速這一趨勢。雖然不是典型的有機作物，但在室內農場的保護下生產的作物與外部污染源隔離，而且通常在種植過程中很少或不使用殺蟲劑。隨著供應鏈的縮短和生產設施高度自動化，人的接觸點減少了。通過CEA食品安全聯盟，食品行業最近已采取步驟建立生產標準，目標是保護消費者免受食源性疾病的傷害。
室內農業種植者以本地、新鮮和干凈的特點來營銷他們的產品。而這引起了消費者的共鳴，
種植者似乎銷售他們能生產的所有東西，許多種植者報告稱，2020年的銷售大幅增長。與消費者的擔憂直接掛鉤，就是他們能夠溢價銷售品牌產品的關鍵優勢，這對一些種植者的財務生存能力至關重要。這種聯系也可以讓他們進一步瓦解供應鏈，至少在較小的規模上，通過直接銷售和創造性的商業模式，例如sunless種植者Willo允許用戶擁有自己的個人垂直農場，并在網上觀看他們的植物生長。
可持續性：
食物是問題的一部分
還是解決方案的一部分?
與大多數行業一樣，農業也面臨著越來越大的壓力，需要更可持續地經營，而室內種植者通過有效地利用資源，適當地將可持續發展納入了他們的工作中。
我們充分認識到氣候變化的影響，包括天氣模式和生長季節的可變性。聯合國糧農組織預計，在未來的幾十年里，氣候變化將通過傳統的農業生產方式導致全球作物產量下降，造成更大的糧食不安全。室內種植可以保護人們免受各種因素的影響，保持每片土地的高產量，并能夠在不同的地區，包括不適合傳統農業的地區，全年生產糧食，這些都有助于緩解這一趨勢。
水資源短缺預計將在全球范圍內加劇，這是一個國家安全問題和嚴重的生活質量問題。根據世界銀行的數據，全球70%的淡水用于農業。室內農業對水的有效利用使目前生產作物的用水量減少90%以上。這也是溫室收集雨水和重復利用排水系統的常見做法，Agro Care作為荷蘭最大的溫室番茄種植者也采用這種做法。
另一方面，能源使用，特別是在沒有陽光的設施中，是室內可持續發展的挑戰。效率還需繼續提高，但正如世界自然基金會（WWF）的市場研究所（Markets Institute）最近對室內無土農業的分析所表明的那樣，整個行業都有機會整合替代能源。種植者認識到這一機會可以減少影響和提高利潤，并且已經開始使用熱電聯產、地熱資源和廢熱網絡等替代方法。Gotham Greens的產品是在100%可再生電力驅動的溫室中種植的，而丹麥的Nordic Harvest將運營歐洲最大的僅靠風力發電的室內農場。
勞動力：還不夠，招募中!
在整個食品體系價值鏈中都存在著勞動力方面的挑戰，而這一點在農場中最為嚴重。田間和室內的農場經營者都很難吸引到從事體力勞動的工作人員。甚至在疫情爆發前，歐洲和美國邊境的加強監管造成了農田和溫室生產所需的農業工人短缺。此外，種植者和農場經理級別的專業知識短缺、勞動力老齡化和新室內設施的快速增加加劇了這一問題。雖然運營商希望看到更多受過培訓的大學畢業生，但他們也希望通過技術和自動化來緩解勞動力方面的挑戰。
在室內種植的大多數作物中，秧苗生產和采后活動的自動化已經很好地建立起來。此外，綠葉蔬菜的生長周期短、多葉，利于機械化。例如，Green Automation和Viscon公司的全自動播種收獲綠葉系統已被應用于Pure green Farms和Mucci等大型溫室作業中。在無需陽光的農場方面，Urban Crop Solutions在集裝箱運輸中實現了獨特的自動化，芬蘭的Netled開發了完全自動化的完整種植系統。需要注意的是，許多大型無陽光種植者已經開發出了自己的技術棧，并在他們的系統中設計了節省勞動力的自動化。例如，第五季在整個制作過程中都部署了機器人。
盡管有許多舉措，但具有挑戰性的日常作物照料任務和某些作物（西紅柿、辣椒、黃瓜和漿果）的收獲尚未大規模實現自動化。然而，計劃中的近期商業應用——除葉和收割機器人，有望顯著改變勞動力問題。軟件技術，如Nitea和Hortikey的軟件，解決了室內部門的勞動管理、作物登記、產量預測、工作流程和過程管理，并努力在較小的勞動力規模下提高運營效率。
如今先進的室內種植設施已經設置有提供、監測和控制氣候、光線、水和營養物質的技術，對于在這些復雜的環境中保持最佳條件至關重要。它們還構成了下一個創新層的基礎，即作物優化，甚至基于成像和傳感器平臺（如Ecoation、iUNU和30MHz）、數據分析、機器學習、數字雙胞胎和人工智能的生長環境自主控制。新興的商業化自主成長的創新，如“自動溫室挑戰”，已經成功地探索了人工智能在推動園藝生產力的同時，降低資源使用和管理復雜性的潛力。新興的商業化自主種植的創新，如藍基作物控制和Priva的Plantonomy，有望擴展和增強現有種植者的專業知識，特別是在大型和多場地操作。
未來農業何去何從
自初步創建的室內農業科技概覽以來，這個行業已經有了積極的變化，我們有理由對未來持樂觀態度。但是，就像任何不斷發展的市場和創新領域一樣，這條路可能會很坎坷。一些人認為CEA不能解決我們的食物問題，因為今天并不是所有的東西都能在室內種植。我們認為室內農業只是幫助修復我們的食物系統的方法之一，它應該在有意義的時候應用。例如，通過零售銷售的番茄很有可能是在溫室里種植的。隨著技術的進一步進步，預計將有更多的作物在室內更經濟地種植。
盡管人們對無需陽光的新型農業充滿熱情，溫室種植也已經很成熟，但仍需要提高人們對這個行業的認知。荷蘭的溫室種植者已經證明了室內種植的可行性，他們擁有50多年的經驗，在玻璃下種植的面積超過曼哈頓的面積。總部位于肯塔基州的溫室栽培商AppHarvest最近的公開募股和30億美元的市值也清楚地提高了人們對這個行業前景的意識!其他高調且不斷擴張的溫室種植者，包括光明農場（BrightFarms）和Gotham Greens，也吸引了大筆投資。
人們經常會問這樣一個問題，哪種種植方法更好，是無陽光的還是溫室的？室內農場沒有萬分確切的“靈丹妙藥”。答案取決于你所處的位置和你想要解決的問題。針對新加坡、中國香港和孟買市中心的解決方案就可能與部署在芝加哥郊區的方案不同。
無論采用何種方式，創建任何規模可觀的高科技室內農場都是資本密集型的。Agritecture最近的一項分析表明，建造一個3英畝（約18畝）的自動化農場可能需要500萬到1100萬美元。目前在建的一些大型先進溫室項目的投資可能超過1億美元。考慮到這些室內農場的資本要求，一些人質疑在該行業獲得風險水平回報的機會，并認為它更適合于實物資產的投資者。盡管如此，在2020年的十大融資中，仍有超過6億美元的融資，因為現有的參與者都在爭奪領導地位，并向服務不足的地區擴張，同時似乎無窮無盡的新公司繼續進入市場。
展望未來，室內農業需要解決能源和勞動力方面的挑戰。特別是，無陽光的方法需要努力使其運營成本保持一致，并實現廣泛的盈利。此外，為了進一步加速溫室和無陽光環境下的增長和新技術的采用，該部門需要實現系統之間的數據共享。WayBeyond是推動開放系統和APIs去實現這一目標的公司之一。
正如我們在本文開頭所述，室內農業價值鏈反映了當今整個食品系統所面臨的一些挑戰和機遇：供應鏈、安全、可持續性和勞動力。室內農業有著巨大的機遇。雖然這一市場整體上還處于起步階段，但它可以為食品種植和分銷的地點和方式帶來更精準、更敏捷的服務。
