在今天看見明天

精準施肥、驅蟲全年無休 小農一人都搞定

黃亞琪

產業動態

陳弘岱攝影

1153期

2019-01-23 14:16

這不是科幻小說,更不是遠在外太空的電影情節,而就在你我身邊。
15個橫跨食、衣、住、行、育、樂的AI應用大蒐集,
看見它如何改變著我們的心態、工作形態和生活!

 

缺工農藥用量過多,一直是存在於農村的老課題。現在,透過AI全年無休監測、且自動灑水,在對的時間遠端遙控智慧蟲罐、噴灑生物抑制劑、調整驅蟲燈,讓害蟲自動「眼盲、餓死」,控制到無毒的環境。

 

打造無毒智慧農場

土地、消費者、農民三贏的場域

 

同時,在這一塊二分地大小、約六百坪土地上,原本需要近十人照料,現在一人就能搞定。而打造這個模式的交通大學無毒智慧科技農業系統團隊,在今年一月中旬結束的美國消費性電子展(CES)上,還成功於美國現場連線台灣,將這套技術展現在全球人的面前。

 

將鏡頭轉回台灣新竹寶山鄉雙園三街。這裡是1991年生、青農邱正勳的父親買下的農場所在處,如今變身為專種植高附加價值農產品的地方,像是能促進腦部健康的薑黃、可賣出一斤五百元小番茄的「智慧農場」,正是「工作狂AI」大顯身手之地。

 

邱正勳青農,也是智慧農業系統計畫助理該計畫結合交大資訊工程系終身講座教授林一平、交大生物科技學院副教授陳文亮,以及本身開設物聯網公司兼交大無毒智慧科技農業系統執行長陳健章,從業界、學界到農業三方領域合作。他父親在寶山的這塊地,自然成了實戰場。

 

「我就是農夫,不要懷疑。」操著台語口音、曾跟老農跋山涉水的陳健章解釋,農民想要收成好,不受病蟲害影響農作物生長、農藥自然灑得多,間接就造成土地酸化,直接是人吃下肚,幾乎是一場土地、消費者到農民三輸之役。

 

玩味的是,泥土和空氣中隱藏的「詭譎迷離」,是肉眼看不見的。然而,陳健章堅信著古老智慧,也倚重著科技解決問題的威力。「智慧化還是要流汗的。」他解釋,這裡插了約一百支的感應器從泥土下的溫度、地底鑽的蟲子,到土地上的溼度、酸鹼值,都是被蒐集的數據;空氣中飄散的粉塵、風向、紅外線等變數,也不放過。

 

提早20天預測病蟲害

把蟲「餓死」,就不必灑農藥

 

「氣象站研發至今已經第四代。」交大無毒智慧科技農業系統助理研究員林勻蔚,指著第一代高約1.5公尺的長柱,上面插滿種種感應器;接著走到溫室,龐然大物變成一台約十四吋大小的箱子,相同功能但進化了,為的就是要力戰「天有不測風雲」課題。

 

相較過去農民看見有蟲卵出現才灑農藥,或什麼都沒看見就「預防性」地大量噴灑,這個團隊透過土地到空氣中變化的數據,至今能在病蟲害大爆發前二十天,控制智慧蟲罐自動噴灑非化學性的生物抑制劑,讓蟲子體內的鉀離子不能作用,「那麼蟲子是被『餓死』的,而非被農藥『毒死』的。」陳健章說明。

 

同時,利用驅蟲燈光源調控,讓蟲子到了夜晚自動「瞎掉」,只能乖乖停留在葉面上而不會去咬它;以及能自動給水、給肥料,AI宛如充滿電能的工作狂,時刻不罷工!

 

有一次在英國海關處等過關時,林一平就不忘拿出手機,遠端監看著農場灑水狀況,水灑到土地上影響的是植物根部生長,「每十五分鐘會產生一次數據。土地變數多且大,要時刻調整參數,預防數據『走鐘』(指數據乾淨,之後分析比對、校正,才會正確)。」

 

這些暴露在環境中的各種感應器,有可能突然被障礙物蓋住或其他種種原因,導致數據發生異常,所以要時時監控才可以。

 

種種努力帶來顯而易見的成果。以薑黃為例,種植週期約九個月,過去多因灑藥造成土地酸化,95%農藥幾乎是被泥土吸收而酸化,休耕期達兩年,更嚴重的是,土地無法永續;不灑藥後,土地不需要喘息空間,就不用休耕,可從源頭控制產銷量,且相對過去還能省下八成水量。

 

科技配套人的經驗

融入老農數據,教機器學習

 

有趣的是,數據納入了資料庫,遊戲才正要開始呢!「我相信的是70%可能的複製性。要學習,當然是跟最懂的人學,就是老農經驗。」就是科技配套人的經驗,陳健章指出,如果AI模型說五分鐘給水,而老農經驗是六分鐘,那老農經驗就變成新數據,教給機器再學習,下一次給水的判斷,就多一個六分鐘的參考值。

 

全部整合起來,也能因地制宜,不會落入單點測試的盲區。「例如寶山薑黃和五峰山種的薑黃,就是不一樣。」陳健章還表示,農產品一落地就有紀錄,在哪一塊土地種植?怎麼種?成長過程中施放了什麼?可溯性一清二楚。

 

「做半套是賺不到錢的,AI補了另半套,讓農夫也能用得起;不是打掉重練,而是upgrade(升級)。」林一平強調。

 

而整個系統的串聯,解決了缺工和打造無毒環境外,還有整廠輸出的邊際效益。目前該團隊在台灣有三塊地採取智慧農場模式,寶山地模擬的是北緯三十八度環境,龍潭地宛如溫室環境,五峰山地則近似雲貴川環境,種植高附加價值中藥材,當陳健章侃侃而談之餘,浮現在我們眼前,不僅是農夫變「智慧」了,而是放眼中國的一塊新藍海。

 

土地下的感應器
透過埋藏在土地下的感應器所蒐集的資料,提早知道地底下土地溫度變化,能讓植物不受病蟲害,還長得好。(圖片攝影/陳弘岱)

 

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