星期三, 8月 10, 2022

《科技與創新》打造智慧農工新未來

「智慧化複合式巡場噴藥移動裝置」可節省人力時間及噴藥量,展現出科技加乘農業的新價值。(圖由工研院提供)

全球農業不僅面臨人口老化壓力,極端氣候也讓傳統「看天吃飯」的農業雪上加霜。日前在彰化舉辦的「溫室效應.實驗圖書館」活動,邀集農業與科技專家參與「智慧農工科技發展永續論壇」,探討科技如何帶領農業智慧轉型,並展示25項智慧農工成果,盼為臺灣農業開創新局,提升國家糧食的自給與安全。

豔陽高照下,農民扛起農藥噴霧器,一邊注意農藥有無均勻灑布,一邊還要注意安全、避免中毒,這是過去人們印象中的噴藥場景。現在,透過工研院研發的「智慧化複合式巡場噴藥移動裝置」,農民只要在100公尺外遠端遙控,就能輕鬆完成噴藥工作,裝置還能載重超過250公斤。

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這是彰化溪洲「溫室效應.實驗圖書館」活動展示的技術之一,現已導入高雄的網室瓜果。比起傳統噴藥方式,「智慧化複合式巡場噴藥移動裝置」不僅節省6成人力時間,也省下3成噴藥量。更重要的是,農友們不用擔心吸入過多農藥影響健康,這就是科技加乘農業所帶來的嶄新價值。

掌握關鍵數據 將長輩智慧化為AI

「農工合作」中,代表「工」這端的工研院副院長彭裕民以「跨域創新與永續發展」為題指出,近年臺灣農業人口不僅大幅減少,平均年齡也來到66歲,加上氣候變遷影響,未來農業的形貌與現在勢必大不相同,要如何跨越氣候變遷、缺農、缺工、缺人等重重關卡?「很重要的元素是『科技』。」

他回憶大約7、8年前,他前往丹麥考察當地的養豬產業,發現丹麥只有500萬人,卻有2,200萬頭豬,產值媲美臺灣的台積電,「我很驚訝,養豬怎麼養出這麼大的產值?因為它的豬是用智慧來養,」他說,像是飼料多寡對應成長速度、用智慧切肉控制屠宰部位、豬的排泄物可生產沼氣,再轉化為天然氣、沼渣又能種牧草等,形成永續循環,「甚至全世界想買養豬的感測器,都要找丹麥。而工研院在2030技術策略與藍圖中,就是希望以科技結合農業,把丹麥當成我們未來的想像。」

彭裕民認為,要結合科技和農業,關鍵的因素是「數據」。過去農業的數據都在長輩身上,他們用嫻熟經驗判斷何時插秧、收割,但若想幫助年輕人從農,就要將長輩的智慧化作AI來掌握氣候、土壤、施肥等關鍵數據。

例如工研院開發的「作物病害精準預警系統」,藉由大量收集作物生長期間的環境溫度、濕度、光照或雨量因子,與作物根域附近土壤微環境等參數,預測作物發病機率,農民可以在手機上收到病害防治施藥的提醒訊息,減少農產損失和藥劑支出。

有了數據之後,就要再進一步發展商業模式。彭裕民說,臺灣農業規模雖然不大,但如果把智慧農工做得好,就能讓技術出海,前進東南亞等國家,為臺灣創造商機。國際知名創投公司ID資本(ID Capital)的創辦人Isabelle Decitre認為,亞洲是未來的農倉,彭裕民期望,「臺灣能成為亞洲農倉的重要研發基地,而彰化則是最佳的起跑點。」

從減碳到固碳 走向永續農業發展

呼應2050淨零碳排的目標,科技也能幫助農業走向永續發展。彭裕民指出,要達到淨零永續,就要向自然學習,「自然是生生不息的循環,科技則可幫助生生不息持續下去。」工業相對較難負碳,但農業卻有機會做到負碳,「只要能循環就能減碳,更有機會做到固碳,把農業提升到另外一個境界。」

他再舉工研院與有「檸檬王」之稱的永大食品合作,將檸檬皮廢渣萃取轉化成純露、精油與高價值果膠等材料,而檸檬酸屬於有機酸可以改善土質,檸檬皮亦可讓乳牛食用,泌乳味道更有風味;不僅如此,過去畜牧業及工業排出的甲烷,約占溫室氣體的十分之一,升溫效果是二氧化碳的30倍,但乳牛吃了檸檬皮以後,卻減少近20%。

彭裕民認為,科技結合農業也能改變年輕人對農業的看法,讓他們對農業有更多的想像,「農業是有韌性的產業、對環境友善、在碳交易上也有收益,不是只有種田,更能發展青銀共創的智慧AI。」

整合產官學 建立農業學習者終身陪伴機制

要導入新科技,就得考量技術和成本問題,如何說服農民採用?國立虎尾科技大學農業科技系系主任戴守谷認為,「在數位轉型的過程中,常常轉不過來而『變形』,就是因為農民沒有看到好的商業模式,能讓他獲利、增加市場競爭力。」他建議在學術、研究及農政單位方面,要長期陪伴這些未來的科技農民,持續協助解決技術問題,進一步整合產官學,衍生出輔導顧問單位,「創造農業學習者終身陪伴的機制,把資深農民的智慧,傳承到新農民身上。」

農委會科技處處長王仕賢認為,未來智慧農業的關鍵在於「要把所有單點串成面,甚至串成生態系,才能加強農業韌性。」一直以來,農委會和工研院都有密切合作,發展智慧農工,「我們提供產業知識(Domain Knowledge),工研院提供技術(Technology),透過整合達到很好的效果。」

就如透過工研院的智慧機械製造能力,發展畜舍的掃地機器人,大家不願意做的豬舍清潔,就能利用機器人來做,「站在巨人的肩膀,引進很多國外技術,如掃地機器人,在臺灣環境再做改善,就可以快速把技術移轉給農民來使用。」

助小農打入碳交易供應鏈 提高農業產值

出身彰化的立法委員、同時也是立法院經濟委員會的召集人謝衣認為,未來導入智慧農工最重要的問題,就是降低成本,畜舍掃地機器人是很好的例子,不僅改變國外機台,讓它更適用於臺灣環境,還能降低售價,「這是未來智慧農工最重要的任務,讓技術有高性價比,讓農民願意接觸新的科技,才能真正將智慧科技導入農業生產裡。」

除了降低成本,另一方面則是提高產值。謝衣以淨零碳排為例,企業做減碳通常會增加成本,「但農業卻是最有可能從淨零碳排中獲益的產業。」只是目前農民對於淨零碳排和未來的碳交易,並不是那麼清楚,尤其是小農,需要政府單位協助他們,「在未來的碳交易中成為提供者、碳交易的獲利者,讓我們的農業產值最大化。」

台灣農機工業同業公會理事長楊建生也指出,要達到淨零碳排、減廢為寶、循環經濟三大目標,「用手做不到,一定要用機械!」但原來的農機都是引擎,化石燃料燃燒恐加劇溫室效應,因此減碳的關鍵就是「電動化」。中彰投剛好也是機械、電機與電池的聚落,他希望未來能在中部形成電動農機的產業聚落。

楊建生表示,在推廣電動農機的路上需要國家大力支持,就像推動電動機車和電動汽車一樣。目前電動農機的產業還未成形,農委會預計在2040年達到100%農機電動化的目標,楊建生認為,「以臺灣的科技來看可以實現,但產業一定要先建立起來,這需要產官學支持,光靠廠商單打獨鬥是不可能在2040年達成目標的。」

不以產量大為目標 站穩利基市場為首要

臺灣第一個以科學方法解決農食永續問題的社會企業「元沛農坊」,執行長許又仁擁有清大奈米工程與微系統博士學位,他從兩個方向切入科技農業,一是從科技人角度幫助農業,二是提升產品品質,符合消費者需求。

「元沛的訴求是:『鄉間永續需要科技解方,食味美感從科學開始』,我們把栽種的目標,放在產出高品質、有競爭力的產品,這是臺灣農業最重要的思考,不是跟別人比量大,而是我們能夠占有利基市場,」許又仁說,元沛不停探索如何把作物種得更好,最後產出食味值(檢測米的標準)高達84分的香米品種「高雄147」,售價更是創下市場最高。

在永續循環上,元沛幫助彰化豬農「花田喜彘」運用雲端加上AI控制,管理豬舍的汙水系統,拿下全球循環經濟設計獎crQlr Awards的肯定。許又仁認為,臺灣農業產值雖無法跟農業大國比擬,但可以把技術向外拓展,「這就是臺灣農業未來發展的重要里程碑。」他表示,今年元沛與國際合作發展基金會(國合會)合作,正在探索將技術輸出至友邦貝里斯的契機。

透過智慧科技的協助,加上跨部會的合作助力,將創造農工跨界應用新價值,在2050淨零碳排目標下,還能進一步協助跨產業實現永續循環與零碳排,引領下一波新興綠色農業的發展。

(本文轉載自工業技術與資訊月刊)

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