在過去的幾十年里，歐洲試圖在農業領域采納各種技術創新，旨在以最少的化肥或農藥使用量來提高產量，同時降低成本并提高產品質量。為此，歐盟資助了許多研究項目，以支持農業領域的發展。這些技術創新包括無人機、無人地面車、無線傳感器網絡、圖像處理、機器學習、大數據和云計算。

1.ECHORD Plus Plus

ECHORD Plus Plus是一個歐盟項目，試圖通過促進學術界和工業界之間的合作來促進機器人制造商、研究人員和用戶之間的互動。ECHORD Plus Plus資助了一系列面向應用的研究子項目，其中七個專注于智慧農業領域，分別是GARotics、MARS、SAGA、GRAPE、CATCH、INJEROBOTS和3DSSC：

GARotics（綠蘆筍采收機器人系統）子項目旨在為綠蘆筍開發一個機器人系統，與現有解決方案相比，該系統具有改進的自動采收機制。該機器人能夠準確地檢測和采收田間的最終產品，從而減輕了季節性工人的需求。

MARS（移動農業機器人群）子項目旨在開發一種移動農業機器人（圖1），該機器人能夠合作并在機器人群中工作。MARS子項目主要關注玉米的播種過程，有三個主要方面。首先，其目的是減少播種過程中對種子、化肥和農藥的需求。其次，由于開發的無人地面車體積足夠小，它避免了土壤壓實以及現有重型機械的主要能源消耗。最后，所提供的解決方案是靈活的、高度自動化的，并且操作簡單，這些參數在智慧農業時代是至關重要的。

SAGA（農業應用的機器人群技術）子項目旨在展示諸如多臺機器人的合作和并行操作等技術。在這方面，少量的無人機被用來監測和繪制大片甜菜田的地圖，以檢測雜草的存在并確定何時需要進行除草程序。

GRAPE（葡萄園監測和保護地面機器人）子項目旨在開發一種UGV（圖2），能夠執行半自動的葡萄園監測和農業任務。例如，UGV能夠在葡萄園中使用生物技術，如綠色修剪、果穗尖部疏果和相對于傳統做法的精確噴灑。葡萄園中這種創新概念可以減少化學品的使用并提高產品的成本效益。

CATCH（黃瓜收集-綠色田野實驗）子項目的目標是開發一個靈活、可重配置且具有成本效益的UGV，可以幫助在戶外田野中進行收割。特別地，開發的UGV已經在黃瓜收割上進行了測試。

INJERROBOTS（通用的為幼苗接枝的機器人系統）子項目提議開發兩個靈活、協作的機器人臂，可以為園藝植物如番茄、辣椒、茄子、黃瓜、甜瓜和西瓜進行接枝。

2. WaterBee

WaterBee（低成本、易用的智能灌溉調度系統）是一個旨在通過在農業部門明智地管理水資源來減少水浪費的歐盟項目。為此，設計了一個使用土壤濕度傳感器的智能灌溉系統，該傳感器集成在低成本的傳感器網絡中，并由智能軟件進行管理。具體來說，在種植區域部署了 ZigBee 無線傳感器網絡，為實際的實時土壤濕度狀況提供連續測量，這比以前任何其他已知方法更準確、密度更高。結合歷史和預測氣象數據，智能軟件可以更準確地確定作物的需水量。

WaterBee DA（WaterBee示范行動）是成功的WaterBee項目的下一階段。開發的原型已在歐洲各地種植各種農作物的真實農田中進行了15 個月的測試和評估。上述示范行動已在愛沙尼亞、意大利、馬耳他、瑞典、西班牙和英國的12個田地中進行。

在對各種作物和不同種植條件的試驗進行評估期間，對參與的農民有以下益處：(a) 平均節水率達到 21%，最高節水率高達 44%，(b) 減少灌溉用水灌溉活動的回報率高達 23%，(c) 出色的投資回報(ROI)，因為對于 1.5 公頃的小型農場，WaterBee系統的償還期預計為 5 年。

3. Smart-AKIS

歐盟項目Smart-AKIS （歐洲農業知識和創新系統（AKIS）致力于智慧農業技術的創新驅動研究）旨在收集和傳播歐洲智慧農業領域的最佳實踐。具體來說，其主要概念是實施一個自給自足的主題網絡，包含現有的科學知識以及最佳實踐，并以農業實踐者易于理解和使用的格式提供。在這個方面，SMART-AKIS試圖彌合研究和農業最終用戶之間的鴻溝。該項目基于五個歐盟項目的結果，分別是VALERIE、SOLINSA、PRO-AKIS、FRACTALS和AGRISPIN。

經過近三年，SMART-AKIS主題網絡在在線平臺上展示和評估了200多種智慧農業解決方案，超過50種解決方案被農民和農學家采納。

4. SWEEPER

歐盟項目SWEEPER（甜椒采摘機器人）旨在開發一個能夠在溫室中采摘辣椒的UGV，從而減輕農場工人從事的不舒適和重復的任務。具體來說，開發的機器人系統試圖克服該領域之前實施中的障礙，如速度慢和選擇正確水果的成功率僅為33%。

已實施的UGV（圖3）已經為辣椒采摘而設計和測試，但它可以輕松修改以適應其他作物和任務，如采摘蘋果和葡萄或噴灑。SWEEPER項目基于之前的一個由歐盟資助的項目，名為CROPS，在該項目上為辣椒實施了收割技術，如定位和果實成熟度檢測。

5. VINEROBOT

VINEROBOT (葡萄園機器人) 是一個歐盟項目，旨在開發一種能夠監測葡萄生長的新型無人地面車(UGV)。更具體地說，該UGV將負責葡萄園管理，如葡萄產量、營養生長、水分脅迫和葡萄成分，以實現更好的葡萄合成和葡萄酒品質。這種自動化方法能夠比現有的手持設備傳統方法提供更好的結果。此外，與飛機或無人機的空中監控相比，它可以提供更好的效果和更好的圖像質量。

開發的VINEROBOT (圖4) 配備了人工智能和機器學習技術，以便不斷提高其在葡萄園管理方面的能力。

6. VINBOT

VINBOT（自主云計算葡萄園機器人，用于優化產量管理和葡萄酒質量）開發了一個負責葡萄園監測和管理的UGV。它負責決策在葡萄產量估計和相關冠層特征、生成作物地圖，并記錄資產的狀態和位置等任務。此外，它配備了傳感器，使其能夠在葡萄園中自主漫游，并監測葡萄和葡萄串，無需人工干預地預測未來的產量。所有生成的信息都上傳到云端，提供給葡萄酒生產者一種易于使用的方式，使他們有機會進行準確的決策。

VINBOT (圖5)并不適合個體葡萄種植者，因為它仍然很昂貴，但它可能適合服務提供商和葡萄酒生產商。

7. FIGARO

FIGARO （靈活精確的灌溉平臺，用于提高農場規模的水生產力）是一個歐盟資助的項目，重點是水管理，以減少淡水的使用。擬議的實施方案包括基于新精密技術的具有成本效益的精密灌溉管理系統，并在歐洲許多國家同時進行了測試。更詳細地說，土壤、水和植物傳感器放置在田野周圍，他們的測量與從本地氣象站上傳到FIGARO灌溉管理平臺的信息相結合。根據這些信息的分析，開發的決策支持系統為農民提供了具體而準確的建議，告訴他們何時以及如何灌溉他們的作物。

8. Flourish

歐盟資助的Flourish項目（精密農業的航空數據采集和分析，以及自動化地面干預）旨在彌合現有的和期望的自主機器人解決方案之間的差距。為此，Flourish提議并開發了一種與自主小型多旋翼無人機和多功能UGV（圖6）相結合的機器人解決方案。開發的無人機可以提供來自航拍的適當信息，而UGV可以執行有針對性的任務。例如，無人機可以勘查田地，并確定何時需要除草。UGV使用此信息導航到田野的關注區域，并在精確掃描作物后，對每種植物進行分類，并只在檢測到的雜草上噴灑。Flourish項目已在甜菜和向日葵田中進行測試和評估。

9. PANtHEOn

PANtHEOn （榛子果園的精密農業）是一個正在進行的歐盟資助的項目，旨在開發一個適合于精準農業使用的工業監控和數據采集（SCADA）系統的農業等效項。該聯盟將使用有限數量的 UGV 和無人機（圖 7）以單個植物的分辨率正確收集信息并執行典型的農業操作。所有獲得的數據都將收集在中央操作單元中進行分析，并在現場進行自動操作，例如灌溉系統的調節。此外，農學家可以使用該系統作為他們決策的支持。擬議的 SCADA 基礎設施將在大型榛子果園進行測試和評估，預期結果是：(a) 增加榛子產量，(b) 減少農藥使用，(c) 環保用水，以及 (d) 簡化大型果園的管理。

10. FOODIE

EU資助的FOODIE項目（歐洲的農場導向開放數據）旨在基于云計算開發一個開放平臺中心，以提供與農業部門相關的數據管理的計算和存儲資源。現有的開放數據集、數據出版物和來自異構數據源的數據鏈接用于向任何感興趣的利益相關者提供服務。具體來說，FOODIE平臺包含地圖、采樣數據、產量和施肥等農業數據。此外，還將提供陸地衛星圖像、農產品統計指標、自然數據、土壤數據、水文氣象數據等公共開放數據，以及VHR衛星圖像和正射影像等商業數據。最后，該平臺包含自愿收集的數據，例如來自農業生產和OpenStreetMap 的數據。

FOODIE主要針對四個用戶群，即農業部門、公共部門的利益相關者、對真實數據進行大規模實驗感興趣的研究人員以及信息通信技術公司。

11. ERMES

ERMES （基于地球觀測的水稻信息服務模型）是一個歐盟資助的項目，旨在為區域和地方尺度的水稻部門提供服務。首先，已開發了區域水稻服務（RRS）作為一個向公共機關提供的區域規劃服務。具體來說，定制的農業監測系統被用來監測作物狀態和區域產量估算，以及警告潛在的生物和非生物風險。其次，為了支持私營部門，地方水稻服務（LRS）提供了諸如產量變異模式、作物損壞和潛在生物和非生物風險的信息。ERMES項目使用的數據來自衛星圖像、無人機的航空視圖以及現場測量。

12. ENORASIS

歐盟資助的ENORASIS項目（環境優化的灌溉管理與高精度衛星數據的綜合使用和集成）旨在為農民提供智能管理工具和服務，優化水的使用。特別是，該項目為農民帶來的好處是降低運營成本，提高財產價值，并消除水流失污染。此外，ENORASIS對水公司的影響是增加運營計劃能力、智能水價模型和長期決策投資規劃。為實現這一目標，項目聯盟已開發并測試了許多創新的技術、方法和模型，如基于衛星觀測的天氣預報系統、優化技術的智能灌溉系統和無線傳感器網絡用于現場測量和監測。

13. FRACTALS

歐盟資助的FRACTALS項目（未來互聯網啟用的農業應用）旨在支持ICT中小企業利用FIWARE平臺并實現適合農業部門市場的創新應用。經過來自歐洲公司的提案公開征集，其中46家獲得了資金支持，創建了他們的市場準備應用。其中，三個是智能農業領域的，分別是N-eXpert、Smart-Plant和OLIWES。特別是，它們旨在實施農場管理信息系統，支持農民在決策中。

特別是，N-eXpert旨在減少資源投入，從而降低生產成本。基于田間營養狀態和需求差異的空間模式，實施了一個農場管理信息系統，幫助農民根據最新的施肥規定規劃他們的施肥策略。因此，使用指定數量的營養物質在需要的時候和地方，他們產生了最佳的產量形成和最小化營養物質的損失。

Smart-Plant子項目旨在幫助農民通過實施的ICT在線解決方案優化他們的生產。此解決方案能夠實時提供可能出現的害蟲和疾病風險，這些數據是從田間收集的。

OLIWES子項目已開發了一個農場管理信息系統，支持農民預防疾病，減少損壞，并減少在橄欖農場上使用的殺蟲劑的使用。該系統使用歷史和地理位置數據、公告和算法，為任何個體情況創建一個完整的場景。

14. MISTRALE

歐盟資助的MISTRALE項目（監測土壤濕度和水淹農業和環境區域）旨在為農民提供關于其田地的土壤濕度的相關信息。為此，它開發了一種集成到專用遙控飛行系統 (RPAS) 中的 GNSS 反射測量傳感器。收集的圖像用于創建土壤濕度圖和洪水區域監測。所開發的系統在葡萄園和馬鈴薯田中進行了測試和評估。在葡萄園領域，結果并不令人滿意，因為葡萄酒根部的深度超出了GNSS-R的穿透深度。然而，在土豆領域，結果是有希望的，因為土豆的根在傳感器的探測深度之內。

15. GATES

GATES項目（利用游戲技術培訓智能農業專業人員）是一個由歐盟資助的項目，旨在開發基于游戲的培訓平臺，并傳授農業人員關于智能農業在農業中的適用性。尤其是，他們被教授有關可用設備、經濟效益以及智能農業對環境的影響。開發的游戲擁有易于使用的界面，提供愉快的游戲體驗，并可在各種平臺上使用，如Android、iOS、Windows和Web。它有三種不同的游戲模式：“主要故事”、“成為專家”和“模擬”游戲模式。具體來說，第一個游戲模式重點是提高玩家對現有智能農業技術及其應用所帶來的好處的認識。第二種模式專注于更復雜的場景，使玩家深入了解傳感器、機械、軟件和服務等各個方面。最后，在第三種游戲模式中，使用來自歐洲不同氣候帶的往年天氣數據、產量數據和土壤數據等真實數據。因此，用戶可以在特定地區選擇他們的作物，在模擬模式下使用真實數據進行培訓。在季節結束時，他們能夠與其他玩家比較自己的表現。這款游戲主要針對各種用戶群體，如農學學生、農業顧問、銷售代理和農民。

16. ROMI

ROMI項目（微型農場機器人）是一個正在進行的項目，針對微型農場。該聯盟旨在開發一個UGV（無人地面車輛），能夠執行除草、作物監測以及收集任何單個植物的詳細信息等任務。UGV也將得到UAV（無人機）的支持，負責從整個作物中獲取全球信息。通過現場數據采集的先進3D植物分析將提供有用的信息，幫助農民做出決策。ROMI將使用新的自適應學習技術來處理未預測到的情況。預期的好處是農民的人工勞動減少25%，以及生產率的提高。

17. WEAM4i

WEAM4i項目（灌溉用水和能源高級管理）的目標是開發一個智能電網系統，減少智能灌溉系統中的水和能源消耗。此外，該項目的另一個目標是實施一個ICT云平臺，為本地田野中的現有灌溉系統提供決策支持系統(DSS)應用。在三個歐盟國家進行了所提議技術的演示和評估，結果在水使用和能源消耗方面都令人滿意。

18. CHAMPI-ON

CHAMPI-ON項目（新鮮市場采摘和處理蘑菇的全自動系統）是一個由歐盟資助的項目，已經開發了一個自動機器人機制，用于采摘和處理“姬松茸-雙孢蘑菇”蘑菇。具體來說，機器人系統配備了一個相機，能夠識別下一個具有適當生長水平的蘑菇。然后，機器人手臂接手收割并將其放置在托盤上。為了完成這項任務，已經使用圖像處理算法來識別38-60毫米大小的蘑菇，并確保不損壞選中的蘑菇或鄰近的蘑菇。與其他自動化機制相比，該系統的好處是減少 80% 的勞動力，并且防止了蘑菇的白皮受到損壞。