成果點餐本 | 智慧農業

2021線上成果展

成果點餐本

➤ 技轉技術等你來使用

研發成果		應用對象	技術簡介
手持式光譜儀於杏鮑菇採收後的品質監測與崩壞趨勢預測		杏鮑菇業者	高光譜檢測技術，能呈現不同物質在光譜上的細微差異，搭配人工智慧與機器學習的模型，得以自動學習光譜特徵以及特徵波段。本團隊大量蒐集杏鮑菇的高光譜影像，尋找與採收後品質關連最大的特徵波段，藉此自行開發手持式光譜儀，搭配自建的人工智慧檢測模型與智慧雲端平台，達成即時品質監測，並進一步預測後續的崩壞趨勢。
水稻直播稻種鐵粉披衣與田間管理技術		稻作產業	為緩解水稻育苗中心勞力不足的問題，並提高水稻種植的效率，研發鐵粉披衣稻種的濕式水稻直播技術。藉由品種選擇、鐵粉披衣稻種、除草劑應用、灌溉管理，在產量維持之下，大幅提高水稻栽培效率。
植茶機預投苗機構開發改良技術		茶葉產業	改善現今曳引機附掛式植茶機，使功能更為完善。本開發技術設計調整茶苗雙排種植的左右距離之機構，和減少茶苗卡住的預投苗機構，改善投苗人員的效率與作業負擔，並提高種植之存活率；另外，提供曳引機附掛式植茶機作業與前置整地作業之技術文件，提高植茶機作業效率與成功率。
農用穿戴式省力機具		棚架栽培作物	為解決長時間與重複性的抬手動作所導肩膀不適與痠痛的困擾，分別開發出穿戴式的手臂與腰部支撐機具，提供支撐與輔助力，協助降低肌力的消耗，提高農事作業的效率，減緩農事人員在農事作業後的疲勞感，以及肩頸和腰背部的酸痛。
智慧型作物害蟲影像監測系統		室內及露天栽培作物	運用AI影像辨識與嵌入式系統之高速運算與通訊能力，搭配雲端與行動運算，有效自動辨識害蟲種類與數量，長期監測作物的蟲害情形以及環境資訊，從而建立害蟲之行為模式與預警系統，提供智慧病蟲害整合管理的創新模式，進而達成農藥減量、減少環境衝擊、農業病蟲害降低、作物栽培管理省工等多元效益之願景。
可變行株距葉菜移植機		設施葉菜	由於葉菜產業耗費人力，省時、省工的新型農機一直是葉菜產業殷切所需。桃園區農業改良場成功開發臺灣國產第一台「可變行株距葉菜移植機」，相較過去的移植機，不僅可一次移植6行，效率倍增，而且可調整6行移植為2或3行移植，以應用在不同蔬菜移植的需求上。
白蝦養殖環境監測與智能生產決策系統		白蝦養殖業者	本系統包含「養殖池環境監測風險預警平台」與「智能生產決策平台」，「養殖池環境監測風險預警平台」以科學化檢測取代人為判斷，風險控管囊括了水色、溶氧、溫度、鹽度、pH、ORP、氨氮、亞硝酸、總菌數及總類弧菌數等，更全面的監控環境風險發展。
智慧型天幕LED集魚燈具		漁民	整合記錄系統模組與智慧診斷模組等技術開發智慧LED魷魚燈具，經過實船測試後，再融合船長/船東的建議，再導入雷射照明技術與智慧感測記錄模組，開發遠洋魷魚-天幕型LED集魚燈具暨智慧專家捕撈輔助系統，以實現漁業機具省能、智慧化與自動化並改善漁業人口老化與船長經驗傳承等問題。

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研發成果		應用對象	技術簡介
遙控跟隨履帶式農地搬運機		通用技術	為避免專業農民於溫網室操作引擎動力搬運車(機)所造成廢氣排放問題，及重覆抬起搬運作業所造成的腰椎疲勞等工作傷害，開發出「履帶式電動智能跟隨農地搬運機」。本機械機構設計簡單，操作及維護容易。操作作業時可依作業型態跟隨或遙控模式自行選擇，最重要的是作業時不會產生有害廢氣。
夜蛾害蟲自動監測陷阱		通用技術	傳統誘蟲器使用於長期監測時，不易完成每日多點之數量收集，對於大範圍監測將帶來大量人力成本，並且無法即時更新蟲害資訊與自動預警功能。本自動監測陷阱以紅外線技術自動計數斜紋夜蛾蟲口數，於誘蟲器中放入斜紋夜蛾性費洛蒙吸引雄蟲進入，當夜蛾雄蟲通過下方收集口進入收集罐時會遮斷紅外線光波，裝置將自動感測並記錄通過數量。藉著整合監測與預警發佈功能，本自動監測陷阱能達到提早防治、防止災區擴大與降低農業災害損失。
土壤營養源智慧快篩檢測套組		通用技術	為了協助農民可在施肥關鍵時間，即時掌握土壤肥力，開發土壤營養源檢測套組搭配智慧影像判斷土壤中氮、磷及鉀的含量，可快速訂立施肥方針，不僅可以降低國家在土壤檢測服務的支出費用，農民亦可自行把關肥料用量成為土壤檢驗師。
蔬菜育苗自動排程、工作進度紀錄與回報APP系統		育苗產業	本研發成果在依訂單出貨日、育苗天數進行播種排程，自動排定到出貨前的各工項時程, 並指派各工項的負責人員, 系統會將各工項時程排入各負責人的行事曆, 並以APP推播通知提醒負責執行人員, 以確保工作項目於有效時間內執行，提高育苗管理精準度及品質；並透過手機即時回報工作進度，可作為後續自動管理產量與品質預測之依據。
臺灣茶葉生產管理資訊平台		茶葉產業	「臺灣智慧化茶園管理資訊平台」是一套茶業專家決策系統，可呈現全臺五大茶區10個監測點的茶園管理資訊，另也可呈現全臺21座微氣象站及部分茶區中央氣象局天氣數據。主要功能包括各茶區氣象資料與歷史氣象資料、茶芽生長狀況、茶樹生長預估、茶園病蟲害及推薦用藥、專家建議資料、氣候預警功能等。
田間作物微環境感測病害預警示系統		露天栽培業者	而田間作物微環境感測病害預警示系統，藉由大量收集作物生長期間田區的環境因子與作物根域附近土壤環境等參數，通過作物發病的學理基礎，及專家系統與即時感測收集資料，經人工智慧統計運算及歸納分析法則，進行作物發病機率預測，提醒農民病害防治施藥，減少農產損失及藥劑支出。
智慧高通量離子感測系統應用於水耕養液監控與作物營養診斷應用		水耕種植	本系統搭配自動調控裝置，可藉感測數據進而自動補充缺失離子，且其體積和重量適用於不同場域。另外，離子也反應植物的健康狀態，能用於定義和追蹤品質與產量，且量測菜汁不需過濾或添加其他試劑即可現場量測，即時反應作物生理情況以更精準調控栽種條件，同時累積這些數據建置數據庫以用於品質預測。
野蓮自動包裝機		野蓮種植農民	野蓮之栽種，收獲及清洗包裝皆倚靠人力，加上農村勞動力短缺老年化，青壯年不替補，使得缺工問題成為產業發展瓶頸之一，因此透過研發機械設備取代人力，進行野蓮採收後，全面機械自動包裝作業，以機械自動捲收，將野蓮裝於塑膠袋內，並且封口，取代現行人工作業方式包裝。
經濟作物小黃薊馬危害無人機遙測偵測技術與防治策略評估		蓮花產業	本研究案成果可提出小黃薊馬防治作業技術專利申請案或技術移轉一件，該作業流程內含蟲體在黃色黏紙上之偵測技術、以無人機的多光譜相機分析蟲害程度之技術、以無人機的可見光相機評估蓮葉生長情形之技術，和最後服務模式之建立。總合起來應可申請國內發明專利一件。
蘭花生育異常監控及環境紀錄整合戰情服務平台		蘭花產業	蘭花產業產值高，試驗單位提供產業諮詢輔導為重點服務。為建置完善蘭花產業監控及諮詢服務，本研究透過整合國內常見之各廠牌IoT設備進行資訊標準化，並建置蘭花知識管理系統及LINE BOT服務，以透過環境數據結合數位化諮詢系統，以加速諮詢效率及建置完善知識管理體制，提升產業競爭力。
國產菇類智慧化全自動製包機		菇類業者	國產智慧化全自動製包機生產系統是一項具創新性且高度系統整合生產線設計，利用人工智慧、物聯網、大數據分析等科技結合袋式太空包製包自動化生產與液態接菌等製程技術，可提高菇類製包產量及品質，創造生產利潤與提升國際競爭力，亦可創造一種新產業模式。
觀賞魚育苗條件自動化投餌聯結系統		觀賞魚業	本系統包括可分析處理觀賞魚攝食活動量紀錄模組、活動量異常示警模組，並以輔助辨識錄影影像資訊，包含攝食行為控制與攝影，以整合於觀賞魚育苗條件餌料生物自動化投餌技術系統，進行不同養殖桶投餌的排程回授調控。
自動化總生菌數檢測系統		養殖漁業者	水質總生菌數的檢測亦可作為養殖用水水源管理的重要參考，水中細菌數量的高低，即能相當真實地反映出水質的潔淨程度。本所前已研發出總生菌數檢測套組，惟在實際操作過程中會產生大量廢液，且需要勞動力逐步添加試劑進行反應。為降低勞動力需求，本研究導入資通訊技術，並進行檢測全自動化。
多場域蛋雞舍與洗選廠大數據分析回饋系統		家禽產業	為針對蛋雞舍飼養狀況與洗選廠洗選結果進行蛋雞飼養的分析，本計畫開發多場域資料處理介接系統，可將飼養、洗選、品保等多場域資訊，透過介接系統將器也內生產管理資訊彙整於資料庫中，並從可視化介面即時呈現與操作資料庫內的數據，解決當前生產資訊整理費時又無法及時銜接的問題。
平飼肉雞禽舍IoT環控暨飼養管理系統		家禽產業	家禽產業開始逐漸更換為密閉式水廉/負壓雞舍的方式養殖，也就產生對自動化與 IoT 技術的需求。本計畫在示範場域建立電子化監控系統，將環境感測器與雞隻秤重結合，透過 LoRa 無線傳輸，蒐集資料並上傳雲端。並將場域的傳統電控升級為 PLC 控制，同時也導入人機介面與手機遠端連線，達到養殖過程數位化與管理介面圖形化。
母豬發情預警之智慧監測系統及方法		養豬戶	利用智慧化母豬發情監測系統，監測及判斷母豬發情狀態，此技術可提升豬場生產排程效率。此系統可增加配種成功率、降低飼養成本、精準得知最佳配種時間及縮短母豬空胎期。
水牛自動化管理系統		畜牧產業	本試驗建置無線射頻辨識系統（RFID）、個人數位助理（PDA）、RFID多目標搜尋感測系統、RFID電子磅秤及視訊辨視系統等設備，並且研發客製化電腦軟體，有效掌握動物頭數及其生長性狀等資料。

➤ 正在努力研發中

研發成果		應用對象	技術簡介
智慧溫室蔬果栽培達人數位分身技術		通用技術	「數位分身」就是結合電腦的人工智慧及農業專家、種植達人的人類智慧，建立「智慧溫室蔬果栽培達人數位分身技術」，將這些專家與達人的技術以數位化方式進行經驗傳承。藉由感測與監控相關設備之智慧整合，讓溫室環控管理達到資訊化與智慧化，產出診斷環控設備並發掘設備數據異常現象與操作行為分析，進行設備維護與預警的「溫室醫生」；另外，「溫室教練」則是透過數位分身技術將達人環控操作行為模式化，可提供即時環控決策建議協助農場管理者進行效率管理。
農業病蟲害智能管理決策系統		通用技術	透過農業病蟲害智能管理系統，使農民在作物栽培中能自主判斷病蟲及對應防治。另一方面，利用系統後台，使各類專家能輕易整合自己的研發成果，透過後台編輯就能成為精緻網頁資訊，將研究結晶傳承並有效將研發成果直接教導農民應用，有助落實農業安全生產，降低農藥使用量，減少食安等問題。另開發Line「病蟲害諮詢小幫手」及病蟲害情蒐APP。
設施番茄蒸發散量估測技術		設施栽培業者	灌溉技術著重適時與適量灌溉，包含二個層面，一為何時灌溉？另一為灌溉多少水量？設施環境控制若採定時自動控制，仍有不足或過當之處，本技術掌握作物需水量(蒸發散量)，據以調控灌溉水量，於水資源有效利用下尋求生產最高產量，據以獲得高水分利用效率。
基於隨機森林機械學習之產量預測模型與葉面積遠端即時監測及環境感測系統		設施栽培業者	1.本研究以影像分析方式非破壞性量測作物特徵推得LA/LAI再以演算法預測產量 2.感測數值於網頁可視化展現，各項數據警戒值設定連結手機APP，若數值超過警戒值可即時通知農民處理 3.低成本CO2感測設備，掌控溫室CO2狀況以利必要時期添加來增加產量 4.更結合遠端智慧開關在辨識到作物狀態後啟動與關閉場域設備，以期未來全面發展智慧控制。
設施葉菜線上產量產期預測及智慧灌溉		設施栽培業者	為設施蔬菜規格化生產，以迴歸分析技術建立環境及葉菜生長量預測模型，透過即時監測及線上運算，預估產期及產量，結合LineBot及光積值灌溉之人機共同決策模式，省工節水，客製化設施蔬菜智慧管理模式。
溫室構造設計專家知識系統		設施建造業者	本研究整合國內外設計規範、先進技術及專家經驗知識，應用新式智慧化電腦輔助設計技術，開發溫室總體規劃設計專家系統。並能對既有溫室進行維護強化設計，提升溫室使用壽命及強化安全性，以保障農業生產之穩定發展。
雜糧智能太陽能無人自動化播種機		雜糧產業	雜糧種類繁多，種子尺寸變化大，研製之附掛式雜糧播種裝置對不同粒徑大小之種子皆可適用，附掛於智慧無人車上，使用RTK之定位系統，配合路線規劃軟體，於田區定義範圍即可自動編程行走路徑，可於田間自動播種。作業效率為每小時0.25公頃，為人工條播的7倍，且不需人員於車上操作機械。
鳳梨外銷追溯管理平台		鳳梨產業	為穩定鳳梨產業發展，架設鳳梨生產管理及收穫期分布資訊系統，開發含括生產者、管理者及銷售端方便使用的個人化系統，建立不同產地、季節周年催花至成熟期所需資訊，期能減輕每年因果實成熟期高峰分佈掌握困難所衍生之短期到貨量過多引起的果品價格波動。
溯源輔助系統iPLANT		萵苣產業	針對結球萵苣產業導入田間管理資訊系統，包含行動應用程式，提供生產者持行動應用設備於田間使用，落實田間記錄智慧化。以GIS技術彙整農地環境資訊，並電子化生產者慣行表單記錄格式，包含各種農地資訊，協助生產者流暢完成記錄，並便於整合、匯出資料用於生產管理或農產品驗證。
半自動化龍眼乾剝肉機		龍眼產業	新鮮龍眼烘焙後果肉具高度黏性，龍眼乾剝肉去籽作業目前仍以人工為主，因具高度黏性會導致剝肉去籽困難。龍眼乾剝肉過程，需要大量人力資源。農村人口結構的變化（特別是農業人口老齡化），人力資源大幅減少。人工剝肉過程可能會引起食品衛生和安全問題。故以機器取代人力以利降低成本及提升生產效率與品質。
蝴蝶蘭換盆機		蘭花產業	蝴蝶蘭在栽培過程中需定期換盆，目前換盆仍採人工作業，其中最辛苦且容易受傷即為擠壓塞填的作業工序，時常造成操作者在手指、手腕、肩頸等處職業傷害，亦時常缺工、派工不易，研發蝴蝶蘭換盆機，協助產業機械化轉型，並克服作業瓶頸。
無人植保機應用變量噴灑技術防治蓮花小黃薊馬		蓮花產業	運用無人機蒐集蓮田圖像並建立變量噴灑網格繪製，精準判斷出每一小塊田區的施藥模式，最後直接整合到無人機的控制系統，進行實時(real time)調整，以達到精準農業與農藥減量的目的。
家禽生產管理數位服務專家芻型系統		家禽產業	家禽生產管理數位服務專家系統芻型規劃分為包括專家分析子系統及處理決策子系統。其中有關家禽飼養環境之分析及預測的部分，可透過伺服器與專家資料庫建立環境資訊，並以行動裝置互動聊天機器人系統，通知管理者禽舍生產情況，藉由長短期記憶(LSTM)模型預測禽舍環境變化，得知禽舍環境情況後，即做出對應的處理與回饋，可簡化操作流程，以增加管理效率。
雞隻聲紋辨識系統應用於雞隻呼吸道症狀檢測		家禽產業	透過聲音蒐集裝置定時對禽舍內的雞群進行錄音，並透過帶通濾波、譜減法以及語音活動檢測等音頻處理流程，以得到乾淨的雞隻原始聲音數據，並利用收集的聲音數據建立一機器學習分類模型，用以預測未知的聲音數據，並計算雞隻異狀叫聲所占比例及數量，將結果透過無線網路上傳至雲端或伺服器，提供飼養業者做為評估家禽狀況的依據。
認證知識庫於水產養殖業的應用		養殖漁業	本研究透過認證知識庫於水產養殖業的應用，快速收集國際認證所需數據資料，降低收集資料花費之時間成本，並將收集到之資訊上傳至區塊鏈，透過區塊鏈技術確保資料的不可篡改性，提高認證資料的可信度。
水產養殖智能專家系統之研發		養殖漁業	為讓養殖戶可有效取得水產養殖之核心知識，本知識庫收集、探索、整理本所累積之大量水產養殖專家知識與業界養殖專家之實務經驗，並轉化成以知識地圖為核心之數位知識，並透過友善之智能人機介面與完善的導引設計，以呈現包含廣度與深度的水產養殖專家知識，除了一般知識庫詢答之外，更提供線上初階AI分析數位服務，一方面讓AI分析觀念能夠普及化，另方面可藉多管道的資料輸入，以強化資料探勘數據分析平台。
魚塭災損高空影像處理技術及應用案例		養殖漁業	本技術透過AI影像處理方法，能針對魚塭地區高空影像中的魚體堆疊區域進行識別與標定，加速災損影像的處理速度。實例之一為2021年初在台南七股輕微寒害現場、以無人機進行現場影像保全，並以AI模型進行畫面中的魚體堆疊區域標記。此應用例可做為後續發展魚塭災損評估相關技術與產業應用之參考。
應用於底拖網漁業的減少混獲自動裝置		海洋漁產業	拖網是我國重要的沿近海漁業，漁獲效率高，它是國民經常食用的水產品的主要捕撈方式。但是，拖網長年以來大量混獲幼雜魚的問題，已對沿近海水產資源造成強大壓力。本團隊所研發的裝置是裝設在底拖網漁具最末端的囊袋網部位中，主要以降低我國底拖網漁業捕獲經濟性物種的幼魚及低(或無)價值雜魚為目標。