無人農場是在人不進入農場的情況下，採用物聯網、大資料、人工智慧、5G、機器人等新一代資訊科技，透過對農場設施、裝備、機械等遠端控制或智慧裝備與機器人的自主決策、自主作業，完成所有農場生產、管理任務的一種全天候、全過程、全空間的無人化生產作業模式，無人農場的本質是實現機器換人。

無人農場是機器換人所要展現的最終形態，物聯網替換了人類的感知器官； 大資料和人工智慧組成智慧雲大腦，替換了人類的大腦； 無人駕駛的農業機械（簡稱無人駕駛農機，泛指用於農業生產的所有機器人、無人機、機械裝備等）替換了需要人類四肢參與執行的有人駕駛農機。

無人農場的關鍵技術主要包括物聯網技術、大資料技術、人工智慧技術和無人智慧農業裝備技術等。無人農場的關鍵技術按照模組一般可以劃分為感知資料融合技術模組、規劃決策技術模組和控制執行技術模組等。感知資料融合技術模組主要包括物聯網技術，規劃決策技術模組主要包括大資料技術和人工智慧技術，控制執行技術模組主要包括無人智慧農業裝備技術。無人農場的關鍵技術主要包括以下幾個：

（一）物聯網技術

近年來，傳統網際網路技術的不斷髮展，衍生出了物聯網技術。物聯網技術主要包括感測器、資料傳輸等技術。物聯網技術將環境、作物和智慧農業裝備等資訊實時連線，構建無人農場的“神經網路”，為無人農場提供精準的資料支援。物聯網技術是無人農場智慧化的基礎，有助於農業生產科學、準確地進行。

感測器廣泛應用於各種農業裝備中，使得無人農場的各個生產過程可視可控。如，耕整地機械利用超聲波感測器、紅外感測器和壓力感測器等實時感知機具的耕作深度和耕作阻力等資訊。

資料傳輸技術包括有線資料傳輸技術和無線資料傳輸技術。5G技術作為一種新型無線資料傳輸技術，具有傳輸速度快、延時低等優點，5G技術在無人農場中的應用將成為智慧農業的重要發展方向。

（二）大資料技術

大資料技術，主要包括大資料採集、處理、儲存和分析等技術。農業大資料技術能夠科學合理地分析農業資料，發現數據之間的潛在關係，進而指導農業生產。農業大資料現在已經成為農業發展的新型資源。農業大資料技術可以建立並不斷完善無人農場經驗庫，形成更加科學、準確的方法論來指導農業生產。

（三）人工智慧技術

人工智慧技術，主要包括智慧識別、智慧學習、智慧推理和智慧決策等技術。人工智慧技術讓無人農場擁有智慧的大腦，讓機器具有類似人類的思考能力。無人農場在農業生產過程中，透過人工智慧技術，自主學習訓練並增長智慧，從而能夠做出更加科學合理的規劃決策。人工智慧技術在農業上主要有農作物識別與檢測、農作物病蟲害與缺素診斷、農作物生產精準管控、農產品質量分揀和溯源、土地與種植資源管理等應用場景。

（四）無人智慧農業裝備技術

無人智慧農業裝備技術，主要包括狀態數字化監測、智慧資訊感知、自動導航控制、智慧動力驅動和裝備智慧作業等技術。無人智慧農業裝備，主要包括無人駕駛農業機械、農業機器人和農業無人機等。農業機械無人駕駛是無人農場的重要表現形式。無人駕駛農業機械主要包括無人駕駛精量播種機械、無人駕駛耕整地機械、無人駕駛植保機械和無人駕駛收穫機械等。在農田作業時，無人駕駛農業機械需要進行合理路徑規劃、準確姿態控制、靈敏自動避障和自主停止。

無人駕駛農業機械在實際執行時需要進行行為決策和合理路徑規劃。科學合理的決策和規劃可以確保無人駕駛農業機械安全工作。規劃決策技術模組是無人駕駛農業機械的大腦，主要由計算單元組成。各種感測器採集的資料統一傳輸到計算單元進行計算、規劃和決策。無人駕駛農業機械控制執行技術模組接收由規劃決策技術模組形成的控制命令，並將這些指令輸送給轉向、制動等系統，完成自主轉向、制動等操作，實現準確姿態控制、靈敏自主避障和自主停止。

農業機器人可以分為除草機器人、施肥機器人和收穫機器人等型別。面對複雜工況和惡劣環境，農業機器人也能正常完成農業生產作業。當農業機器人收到工作指令後，農業機器人能自主移動到作業位置並進行作業。

無人駕駛農業機械，與農業機器人和農業無人機等無人智慧農業裝備共同組成了無人農場地空協同作業體系。無人智慧農業裝備，是前端物聯網技術、大資料技術和人工智慧技術的重要載體，在前端無人智慧感知與規劃決策的基礎上，完成無人農場的具體作業。