隨著全球人口預計到2050年將超過100億，如何在減少資源消耗的同時生產足夠糧食，已成為人類前所未有的挑戰。歐洲專利局（EPO）專利與科技觀察站發布「數位農業：邁向永續糧食安全」（Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security）技術洞察報告（下稱本報告），強調數位技術在確保糧食安全與推動永續發展上的潛力。

　　本報告由歐洲和拉丁美洲多國專利局合作完成，調查涵蓋12個技術領域，並將其分為4組（如圖1）：植物農業（Plant agriculture）、人工成長環境（Artificial growth conditions）、畜牧管理（Livestock management）以及支援技術（Supporting technologies），其研究範圍包含約27萬個國際專利家族、40萬件專利申請。

圖1 本報告調查涵蓋之技術領域
(來源: Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security, https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-digital-agriculture-towards-sustainable-food-security.pdf)

　　人工智慧（AI）、感測技術（Sensing）和自動化（Automation）的創新正在重塑全球農業；2000至2012年間，數位農業專利家族的年均複合成長率（Compound annual growth rate, CAGR）約4.8%，與所有技術領域的平均成長率大致相同；而過去十年間(2012至2022年)，數位農業相關專利家族的CAGR上升至9.4%，成長速度是所有技術領域平均值的3倍（如圖2），顯示全球農業正加速邁向由數據驅動的精準農業轉型，以提高生產力並降低環境影響。

圖2 數位農業及所有技術領域國際專利家族（IPFs）數量成長趨勢
(來源: Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security, https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-digital-agriculture-towards-sustainable-food-security.pdf)

　　影像與感測等跨領域技術正引領數位農業的發展，尤其是在植物農業領域成長最快，2000至2022年間專利申請量增加約7倍，2012至2022年間該領域的CAGR更達到13%（如圖3），這股成長動能也推動多項創新技術，例如協助農民更精準且有效率地自動化完成噴灑與收割等工作。另自2018年以來，無人機與AI的應用也大幅成長，為農業生產提供即時監控與預測分析的支援。

圖3 數位農業各技術群組IPFs數量成長趨勢
(來源: Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security, https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-digital-agriculture-towards-sustainable-food-security.pdf)

　　產業界已成為推動數位農業創新的主力，2022年企業專利申請占總量的88%，CAGR由2012年前的5%，倍增至近十年來的10%（如圖4），反映企業在該領域的主導地位。

　　大型農機公司為主要創新者，包括全球知名的農業機械製造商，例如美國John Deere、荷蘭/英國CNH Industrial、德國Claas、日本久保田（Kubota），以及德國Amazonen-Werke；其次則是專注於畜牧業及智慧溫室技術的企業。這種現象顯示數位工具在農業各領域的整合應用趨勢，涵蓋作物生產、畜牧管理及環境控制農業（Controlled-environment agriculture）等範疇。

圖4 各申請人類別的IPFs數量成長趨勢
(來源: Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security, https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-digital-agriculture-towards-sustainable-food-security.pdf)

　　儘管歐洲在數位農業技術的專利活動上仍保持領先，但報告顯示亞洲與拉丁美洲正加速成長，2020年，亞洲的IPFs已超越北美；而拉丁美洲儘管基數較小，但在2000至2022年間的專利申請CAGR更達到10.8%（如圖5）。

圖5 主要地區在數位農業技術領域的IPFs數量成長趨勢
(來源: Digital Agriculture - Towards Sustainable Food Security, https://link.epo.org/web/business/technology-insight-reports/en-digital-agriculture-towards-sustainable-food-security.pdf)

　　本報告特別聚焦拉丁美洲，指出該地區在未來全球糧食供應鏈中將扮演關鍵角色，依據2010至2020年的生產與出口數據推估，到2050年，全球每5份水果與蔬菜中，可能有2至3份來自拉丁美洲。巴西、智利、哥倫比亞、秘魯及墨西哥等國專利局均參與本報告撰寫，展現該等地區在永續農業與氣候調適技術上的潛能，以及其專利制度對農業創新的支持。