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菜鳥農夫救星! 溫室栽培達人數位分身

資料來源:智慧農業專案推動小組/王乙涵︱農試所/呂椿棠

 class='img_caption'圖1、智慧溫室蔬果栽培達人數位分身示範基地落成揭牌

臺灣在農漁畜生產專業知識與技術屬於高度發展且成熟,然而面對氣候驟變、耕作面積小、再加上臺灣屬於小農結構受到人力不足、老年化等問題,年邁農民陸續退休且年輕農民來不及接班,也使得農業技術出現經驗傳承斷層,農業知識數位化勢在必行。行政院農業委員會於一○六年起推動智慧農業計畫,並打造「智慧溫室蔬果栽培達人數位分身」的示範基地 (圖 1),於一○九年九月十四日在臺中市大肚區玉美生技公司中和農場展示,藉由人工智慧與達人知識數位化,協助農民在管理上作決策建議,與降低新農民跨入農業之門檻。

「智慧農業數位分身」技術是由農業試驗所 (以下簡稱農試所) 主導,與資訊工業策進會共同開發,該技術榮獲二○一九年「全球百大科技研發獎」(R&D 100Awards),並與興農集團旗下玉美生技公司、國興資訊公司跨域合作,透過建立共通資訊平臺整合場域物聯網數據,結合人類智慧 (HI) 與人工智慧 (AI) 技術,將作物栽培達人的管理經驗以數位化方式保存與傳承。以玉美生技公司之蔬果溫室為場域,建立溫室達人數位分身模型,提供兩項數位服務,分別為「溫室教練」以智慧化分析提供決策管理建議;另為「溫室醫生」根據人員操作環控設備習慣,診斷行為與設備異常情形,協助操作習慣與設備改善 (圖 2)。

圖2、溫室栽培達人數位分身系統畫面圖2、溫室栽培達人數位分身系統畫面

農試所呂椿棠博士指出,現今溫室環境設備導入許多IoT 感測元件,可以告訴農民現在溫室的狀態為何,但無法告訴農民接下來該怎麼做,因為環境隱含許多不確定因素,如氣候狀況、作物生育狀況、土壤變化等,仍需要仰賴農民自身的經驗來判斷栽培方式與管理決策,於是發展溫室栽培達人數位分身「溫室教練」,將有經驗的溫室栽培管理人員,記錄其種植行為,搭配環境監控數據收集,透過大數據分析和人工智慧技術建立數位分身模型,後續經由感測器數據與溫室達人數位分身,綜合相關條件分析,提供農民應該要灑水、開天窗、風扇等動作指示。簡言之,是以人工智慧方式將達人操作行為模式化,農民亦可不採用建議,但相關訊息會記錄下來,人工智慧會動態學習農民經驗和知識,持續改善數位分身模型, 以提供最佳種植方程式。而「溫室醫生」以中醫「望、聞、問、切」概念來診斷環控設備,找出設備數據或操作行為異常,進行設備維護與預警,讓農場管理者可以及時因應各種狀況。

玉美生技公司中和農場場長陳淑敏表示,導入全自動溫室設備,可透過手機 APP觀測目前各溫室設備狀態,再導入數位分身技術, 對於農場管理有三個好處:一為人工效率最大化,如過去一個人可能只能管理一至兩分地,導入系統輔助後,可控管到七至八分地的農園;二為縮短新人摸索時間,藉由行為模式建立,有經驗管理者可同時帶領多位新人,加上系統輔助指導,可幫助新人快速進入狀況進行農業生產;三為精準生產規畫管理產出最大化,透過每季作物採收量統計評估最佳種植時間,其他時間可以種植其他作物進行輪作。

透過數位分身技術,整合運用 IoT 與資通訊科技,將作物栽培達人的經驗淬鍊,協助因應國內的農業勞力不足與人口老年化等待解決問題。現階段數位分身技術以設施牛番茄做為示範作物,未來將逐步擴散至蘭花、菇類等領域應用。藉由作物生產管理全程數據化,將達人知識數位化,並協助決策建議,縮短菜鳥農民摸索期,與提升農民智慧化監控管理、精準化生產能力,助益農業生產技術數位化轉型,並藉以增加青年回鄉從農之誘因。

(本文摘自「農業世界雜誌」第447期,版權所有,本刊圖文非經同意不得轉載或公開傳播。)

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