資料來源:水產試驗所/鄭明忠研究員、何源興主任、林志遠研究員
本研究以海葵魚為例,並基於海水觀賞魚之種魚繁殖環境之水質異常變化即時監測,當種魚在養殖系統上出現異常行為時,提供管理人員即時水質參數及預警訊息以進行適當維護管理之操作。系統主要區分為二大技術,包含(1)海葵魚特定行為監測技術:透過專家資料庫建立海葵魚行為模式,達到影像分析辨識;(2)水質監測預警及回授控制技術:結合行為辨識及水質異常等告警機制,以機電回授控制方式進行自動補換水,以回復穩定水質環境,讓海水觀賞魚的管理模式及省工作業達到最大效益(圖1)。
圖1、行為監測模組與水質自動化調控系統流程圖 本技術以軌道電控模組乘載影像感測器,於多組魚缸進行分梯次掃描式錄製影像,取像設備配置2套軌道平台,提供精確的定位效果。每套軌道平台上搭載1只攝影機,透過自動的開啟或關閉攝影功能控制,每套軌道平台負責6個魚缸的攝影(圖2),最大能進行12只魚缸的行為攝影。系統包括可分析處理觀賞魚錄影影像之活動量影像辨識模組(圖3)、活動量紀錄模組、活動量異常示警模組與影像辨識分析輔助軌道電控模組,以進行不同魚缸錄影時間的排程調控,並可設定活動狀況判定閥值。當偵測到一定時間之異常活動量統計閥值時將進行示警。
圖2、電控軌道平台配合影像感測器於多組魚缸進行連續取像。 圖3、利用影像辨識特徵標定及影像二階化來分辨個體魚隻進行行為偵測。 本技術將可提供觀賞魚最合適的水質環境,降低飼育魚隻的疾病發生。其方式為藉由水位和水質傳感器來進行循環水養殖系統自動補水及排水。本試驗設計兩組水質監控傳感器,可做水質對比分析,以了解水質變化如何影嚮觀賞魚的行為。配合透過分析觀賞魚於魚缸內之活動錄影影像,可追蹤其移動軌跡並計算與紀錄其固定時間區間之活動量,以評估水質影響下之觀賞魚健康狀況。當發現活動量異常時將即時通知與報警,並進一步以PLC進行自動換水及增氧等處置,進而達到觀賞魚水質調控預警之目的。
本系統聚焦於高產值與高技術需求之觀賞水族產業之應用,用戶除可設定自動進行行為監測及判斷行為是否異常之外,藉由影像化、數據化與智能化共構,透過即時動態呈現、趨勢預測、水質預警及對飼養操作進行回授控制等系統功能模組,可協助管理人員降低人為操作之勞力支出與作業風險,並達到全時監控、發報預警及自動調控之效能,藉以降低損失與提高養殖業者收益。