科技牧場綠油油

當科技走入牧場

打造亞洲專屬智慧牧場解方

根據國際乳業聯合會資料，全球乳製品供應近年穩定成長，未加工牛奶產量在2022年增加1.1%，2023年再增2.1%，其中又以亞洲地區成長幅度最大。

工研院產業科技國際策略發展所資深研究員詹睿然指出，乳品需求上升與經濟成長、飲食習慣的改變密切相關，以越南為例，中產階級擴大，加上政府推動學校牛奶計畫與乳品大廠發起牛奶基金，成功培養兒童飲用牛奶的習慣；泰國市場也因都市化、便利飲食與健康意識抬頭，帶動乳品消費增長。臺灣乳品自給率高，但2025年起紐西蘭液態乳將免關稅進口，勢將衝擊本地酪農業的競爭力，需從成本管控、擴大產能與效率來因應。

智慧化系統解放酪農勞動力

面對挑戰，工研院中分院副執行長李士畦認為，關鍵不在於擴增牛隻數量，而應聚焦於單位產能的提升。根據2022年資料，臺灣共有562戶酪農，飼養乳牛總數約23.4萬頭，85%以上為擁有2、300頭乳牛的小型牧場，整體從業人力僅約2,810人，每人每天要照顧25到45頭牛，加上高齡化與人力斷層，對智慧科技輔助的需求日益迫切。

酪農每天工時超過12小時且全年無休，從清掃畜舍、準備飼料、餵食、集乳、健康檢查、照顧臨產母牛，加上乳牛愛乾淨，若畜舍環境不潔就易生病，因此每日需清掃2次，高強度的勞動不僅造成沉重的人力負擔，也是產業升級的最大障礙。除了人力問題，臺灣中南部高溫氣候易使牛隻出現熱緊迫，沒胃口、吃不下，直接影響產乳量。

面對人力、氣候與環境等多重壓力，經濟部與農業部跨部會合作，將科技導入臺灣農業，以「科技農工」打造智慧化牧場，為本土牧場加值。李士畦指出，導入智慧化牧場必須針對「勞力替代」、「健康監控」、「飼料管理」與「環境巡檢」等4個痛點著手，才能為牧場找到解方。

國產設備價格實惠　飼餵更精準節能

首先，在勞力替代上，臺灣已有牧場導入自動清糞設備。然而進口系統價格高昂、維修不易，且需配合設備改良畜舍，推廣上有不少限制。為此，工研院攜手國內廠商開發本土化、模組化的自動設備，貼近在地需求，不僅成本僅為進口品的7至8成，農業部還可提供最高5成的電動化補助，減輕牧場負擔。

以清糞機器人為例，國外品牌約新臺幣100至150萬元，國產設備僅需80萬至100萬元，扣除補助後實際負擔約在40至50萬元之間，大幅降低採購門檻。此外，智慧化設備可節省約30%的用水量，減少畜牧廢水排放，加上每天可節省約4小時人力，省愈多就愈能提高獲利。

其次，針對健康監控需求，由於乳牛天性敏感，環境稍有變化便可能影響泌乳。過去酪農多靠經驗觀察牛隻的姿態與叫聲，判斷是否生病或即將分娩。但人力判讀既主觀又難以傳承，也無法及時掌握病牛狀況，甚至需在深夜守候分娩，耗費人力與時間。

工研院導入聲音與影像辨識技術，透過蒐集乳牛分娩前的叫聲變化，系統可即時偵測並發出警示，辨識率已達8成，甚至能辨別牛隻的情緒狀態；另外，透過影像可分析牛隻步態與背部曲線，一旦發現健康出問題就能及早治療，這套系統不僅應用於酪農，也逐漸拓展至肉羊、肉牛與種牛業者。

精準飼料管理也是智慧牧場控管成本的重點，同時直接影響牛隻健康與產乳表現。「有些牧場仍習慣一次餵足，不僅造成浪費，也會影響動物健康。」李士畦指出，智慧餵飼系統可根據個體狀況進行調整，依據牛隻的食量、成長狀況與健康指數自動調配專屬的飼料，避免過量餵食造成飼料剩餘、腐敗，進而引發蟲鼠孳生、環境惡化，甚至增加排泄量、提高清潔成本。而且依據畜牧專家的建議，傳統「1日2餐」改為「少量多餐」的餵飼模式，有助提升乳量，若是人力餵飼難以做到多次餵飼，透過智慧系統可讓牧場管理更節能、更精準。

進口設備未必適合臺灣飼育條件

在環境巡檢與行為監控方面，由於牧場幅員廣大、畜舍建築物多，難以實施全天候監控。透過非侵入式影像感測技術，可即時追蹤牛隻的活動量、躺臥時間與互動行為，當發現牛隻活動異常、長時間臥地不動，系統會自動發出警示，協助及早察覺異狀、減少損失。

工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」，利用在畜舍內設置的非侵入式3D影像感測設備，當乳牛通過感測通道時，系統便自動掃描體長、體寬、體高與體表面積，猶如為牛隻進行數位化「體檢」，系統結合AI分析與專家經驗，能有效排除花色、背景與環境的干擾。工研院智慧感測與系統科技中心副組長戴崇禮表示，以飼養超過300頭乳牛的中型牧場為例，過去須安排1至2人每日巡檢，導入系統後，配合無線射頻標籤（RFID）技術，每頭牛在經過擠乳通道時就完成體態監測了。這項技術已在臺南柳營桂芳牧場、彰化八老爺等地進行實地應用。

早期輔導畜牧業走向智慧化，多以「解決眼前問題」為主，缺乏設備便從國外引進。隨著牧場導入智慧化設備與管理已成產業趨勢，即便國外已有成熟設備可進口，但因臺灣的酪農養殖模式與地廣人稀的紐澳地區大不相同，紐澳多採放牧，而臺灣多以設施型畜舍為主，與土地面積較小的亞洲國家情況相近，直接進口國外的智慧化與自動化設備，未必適合臺灣特有的飼養條件。　

自動、平價、快修　拓亞洲市場

李士畦以自動餵飼車為例說明，「許多進口設備專為大型牧場設計，進價較高、即時維護支援，甚至於地面需鋪設特定材質都會成為應用上的負擔，加上設備大，應用在餵飼走道狹窄的畜舍就會相對困難。對此，工研院攜手國內業者開發出符合在地需求的自動餵飼系統，能適應混凝土與橡膠墊層等不同材質地面，底盤還可360度原地旋轉，在狹窄空間中依然靈活運作。　

為滿足國內牧場需求，工研院打造「智慧畜牧作業生態系」，聚焦於自動化、平價化與快速維修服務三大價值主張，並攜手國內感測器、控制器、車體設計業者與系統整合商，共同開發可模組化、具彈性選配的智慧化解方。「好比是農業版的特斯拉選配系統，牧場主人可依需求選配，挑選自己想導入的模組」。　

臺灣在智慧電動化的機構設計、馬達、通訊模組與AI晶片演算法等核心零組件領域具備世界級實力，特別適合應用於中小型智慧農機的開發與系統整合。但李士畦也強調，畜牧機器人與工業或服務機器人大不同，工業或服務機器人通常在較為平坦或清潔的工廠或餐廳作業，而畜牧場工作條件差異大，各種粉塵或高濃度硫化物容易造成機器故障，畜舍動線也相對複雜，設備操作或自走安全性也需要符合動物福利法規。

因此必須從控制核心封裝、環境感知、結構設計、控制邏輯到與動物互動等方面重新加強設計。國外品牌大廠用規格品為中小型牧場調整機器設計是相對困難的，這正是值得臺灣廠商把握的機會，開發出符合亞洲畜舍環境的智慧化、電動化設備。

此外，畜牧場的人力需求大，有時是臨時派遣工、外籍移工或是高齡長者，智慧化設備操作必須容易上手。李士畦分享日前在彰化的推廣活動上，一位從未接觸過農機具的年輕女孩學習如何操作設備，不到幾分鐘便能獨立運作，證明操作介面友善直覺，「這部分也是我們的軟硬體花心思的地方。」

從單點示範到全面推廣、從硬體設備到全方位服務，工研院團隊逐步勾勒出臺灣智慧牧場的生態藍圖，協助科技走進農場、走進畜舍，做到貼近土地、貼近人與動物的需求，讓臺灣特有的牧場飼育型態，站上智慧農業的國際舞台，進而以創新開拓亞洲乳品市場新契機。

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