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【智慧農業】社群力量大,開啟農業新天地

作者:徐筱茹

根據內政部公告指出,台灣老年人口比例在今年突破 14%,正式宣告邁入「高齡化社會」。隨著科技的蓬勃發展,如今農業也面臨著缺工的困境。此次邀請一群試著用科技翻轉傳統農業的熱血大師們,給大家不一樣的智慧農業應用!

共享開放資源 採果機器人的幕後推手

為這場盛大的智慧農業社群開講揭開序幕的是 FBTUG(Farm Bot Taiwan User Group)創辦人許武龍(哈爸),他開宗明義的指出,在 FBTUG 裡所有硬、軟體資源都是「開源、開放、共享」的,而這次主要是來分享與農業社群一起研究的採果機器人(FarmHarvestBot)專案。

FBTUG 創辦人哈爸為智慧農業開講揭開精彩序幕(攝影:呂理安)

哈爸:「不同的自動化採果機所採用的核心技術是類似的,但應用場域與得到的效益卻是多元的;因此我們透過聚集各方面的專才來組成核心團隊,並藉由在單一場域情境進行實驗,再將成果都全部開源,讓更多人可以加入進來參與!」

這群核心團隊是來自各方的好手,平時透過線上討論中來討論溝通,並利用自己的時間將負責的技術難關打通,讓這台穿梭農場的自動採果機器人擁有更好的技術及功能。

分工合作,農業再升級

專精於 AI 研究的歐尼克斯實境互動工作室創辦人許哲豪(Jack),也是採果機器人專案的重要推手。他分享指出,在此專案裡扮演重要角色的「夾爪」,依作物果實大小、種類的不同,夾爪也會有所不同。

例如:草莓果實體積小,便採用小型夾爪;草莓的梗較細且軟,因此可採用剪斷或直接扯斷的方式摘取草莓。此外,將機器加上物聯網系統,把攝影機所拍攝到的作物畫面上傳至雲端來進行控管,如此便可讓農民記錄作物的生長過程及階段,能夠省時又省力。

有了合適的機器與技術,採果機器人亦需要透過反覆練習,以強化其辨識和操作能力,包括計算植物覆蓋率、品種分析,甚至是能夠辨識害蟲的位置。蜂巢農研夥伴楊啟良 (Eric) 說道:「採果機器人可透過 DuckieFarm  Project的學習,再經由我們這邊提供場域協助或是番茄實品供拍照、訓練。」

DuckieFarm Project是基於MIT的Duckietown開源專案而衍生的農場機器人專案,這是一套基於開源 OpenCV、自動化技術的小場域模擬開發專案,希望做到未來在農場上的鴨型自動車不需要經過人為操控,就可以自行分辨農地路況,自動行走進行採果。

Mini FarmBot

現場展示 Mini FarmBot,讓學員更了解機台原理及構造(攝影:呂理安)

「自動化是必定要走的路,同時也是轉機!」弘熙自動化創辦人陳志弘在活動現場展示 Mini FarmBot,這是一套能夠自動拾取種子播種、偵測土壤水分、替農作物澆水的自動化機具,在載具上裝設攝影鏡頭後,農民便能隨時監控農場、拍攝並記錄農作物生長過程,讓農民能以低於國外的高價格來使用與操作。

陳志弘指出,Mini FarmBot是運用社群力量開發出來的開源農機設備,本身整合了軟、硬體、機構設計等多方面的技術,透過對它的組裝與操作學習,即可學到很多實用的技術,很適合導入學校,做為培養人才的教學教具。

「學會用Mini FarmBot來進行植物成長的影像分析,其實就學會了熱門的技術,在找工作上很吃香,薪水也不會太差。」陳志弘相信社群夥伴的開源貢獻,最終也能為台灣的人才培育帶來貢獻。

高空俯瞰,守護農田的無人飛機

有了自動化設備後,農場的環境更是不容忽視。實踐大學的龔志銘教授展示數台無人機,並高喊「農業 4.0 起跑!」。

龔志銘教授表示,除了飛行穩定性,「續航力」對於大面積的土地監控相當重要,目前他們團隊已能做到飛行 60、90 分鐘的農用無人機,不僅能減輕農友巡視農田的負擔,也能解決農業缺工問題。

此外,在無人機身上裝載兩台相機,就能收集植物生長的環境及狀況、利用無人機的影像辨識技術比對顏色以及植物的生長狀況,定期使用校色板,也能使辨識結果更加準確。

龔志銘教授展示農用無人機的功能及應用(攝影:呂理安)

龔志銘教授帶領的團隊甚至還建立邊界信標,將其放置田埂,讓無人機自行抓取座標並回傳,以提高定位準確率,可說是又朝向「精準農業」邁進一大步。

科技農業的基礎 - 開放作物資料庫

當農夫的輔助機器有了設備、技術和實作場域,就能建立植物品種資料庫,讓機器在辨識或分析時,執行速度能夠更快,且分析準確率也能提升。科技農夫陳幸延表示,目前國內外都致力於利用辨識技術,將作物進行標記,同時建立開放的資料庫,以提供機器深度學習。

從播種、育苗、定植、成熟到採收階段,每一種植物在不同階段會有不同的特徵,甚至會因為生長的溫度、陽光照射角度不同,產生出多種影像結果。因此,透過以作物生長模型來建立一個品種資料庫,並依種類、別稱來分類,便能利於分析動作能夠更順利地進行,在未來勢必能夠為農友們帶來便利及福利!

都市農夫的後花園

搭著近年魚菜共生議題的熱潮,本次也邀請「魚宮魚菜農場」創辦人李寬裕到場分享推展經驗。起初他在家中陽台搭建小型魚菜共生系統,後來到東山開闢農地、搭建工作間、網室及魚菜設備,雖一直嚷著「隔行如隔山」,仍一路不停嘗試、找尋問題的解答。

例如要選擇水管自動閥門的材質時,就得評估該使用便宜但不好轉動的塑膠閥門,或是價錢高但品質較好的垂直銅閥門。李寬裕甚至利用 3D 列印技術來製作自動餵食器,也正思考著如何運用採果機器人的視覺辨識技術來估算魚池內魚隻數量,或是能夠用機器手臂來清除魚屍體、排泄物。

「最終目標是在退休後,只要動動手指頭就能種出健康又環保的菜!」他眼睛發亮地描繪著一個美好的未來。

李寬裕(左)與來賓交流魚菜共生系統原理(攝影:呂理安)

小結

從採果機器人、Mini Farmbot、農用無人機、作物標記到魚菜共生系統,可以感受到開源、開放、共享平台的強大影響力,當這股力量持續推展,勢力能讓科技翻轉農業,創造台灣農業4.0的無限可能!

(本文轉載自南科 AI_ROBOT 自造基地原文連結;責任編輯:葉于甄)

徐 筱茹

徐 筱茹

現為國立台南大學經營與管理系學生,對於新奇的事物抗拒力0,樂於享受在完成任務的過程中,不斷提升自我能力的成就感。
徐 筱茹

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