臺灣大學_標題 主選單
校園焦點標題
:::

智慧農業不是夢
臺大跨領域跨校團隊提升農業競爭力
植物疫情動態監測系統研發全球領先

臺大跨領域及跨校研究團隊成果受到國際矚目

臺灣一向享有「水果王國」的美譽,但是,果實害蟲的危害,每年造成百億以上的農產損失,更是農民心頭最大的痛。

由臺灣大學生物產業機電工程學系江昭皚教授與盧福明教授領軍的跨領域及跨校研究團隊,已成功研發「植物疫情動態監測系統」,可在三十分鐘內將蟲害及氣候等量測數據回報,七天前可預報蟲害爆發,有助於農民及早因應蟲害及產銷管控,是臺灣邁向「智慧農業」產銷新境界的里程碑。此項技術獨步全球,並已獲得包括Discovery和BBC等國內外知名媒體的大幅報導。

自2006年即投入該研究的江昭皚教授指出,「智慧農業」需要整合多項研究領域及前瞻技術,「全自動化的植物疫情動態監測網系統」即包括昆蟲研究、氣候監測、無線感測器網路、無線通訊、自動化設施、雲端運算、地理圖資與網際網路等,源自臺灣大學近十年來致力推動跨領域、跨科技研究,以頂尖學術成果貢獻社會,而非僅只是追求象牙塔中的學術發表,本案為代表性具體成果之一。

本案除了江昭皚及盧福明教授的電機與生物機電專長外,同時包括專精神經研究的臺大昆蟲學系楊恩誠、精通資通訊技術整合的北科大電機系曾傳蘆與王永鐘教授,並得到國科會、農委會、Intel-臺大創新研究中心等補助研究經費,是一支跨校系且跨領域的研發團隊。

以東方果實蠅危害之監測為例

「植物疫情動態監測網」系統首先針對臺灣主要農作物害蟲之一的東方果實蠅作為監測標的。東方果實蠅(Bactrocera dorsalis (Hendel))為臺灣重大果樹害蟲之一,其危害水果多達八十餘種,往往造成被害果實畸型、腐爛或落果而失去商品價值。此等相關農作物害蟲每年導致我國農業損失達百億。為此,政府每年投下數千萬的經費,以人工方式進行害蟲監測與共同防治等工作。但傳統的「人工點狀調查」並無法取得精細的環境變異與蟲害的分佈增生關係,若在農作物生產區域建立高精確度與即時性的自動化植物疫情監測系統,將可有效解決防治死角。

「紅外線自動計數蟲筒」技術獨步全球

臺大研究團隊開發出獨步全球可用來偵測害蟲數量的「紅外線自動計數蟲筒」,筒內放置化學誘引劑或性費洛蒙,藉以誘引害蟲。筒道口則設有兩段式紅外線感測器,可精準的計算進入蟲筒內的蟲數,最後這些蟲數資訊、作物生產區環境的感測資料將通過無線感測器網路收集至資料庫中,使得蟲害監測從固有的點狀發展成二維面狀的監測網路系統。

30分鐘量測回報,七天預報蟲害爆發

在農委會防檢局、農試所、高雄改良場等政府相關研究單位以及參與此項試驗研究的農民朋友協助下,此套系統目前在臺灣各地已建置24套害蟲監測系統,每30分鐘量測各監測點之氣候資訊與農業害蟲族群數量。透過多年累積的資料與機器學習,研究團隊已找出害蟲數量與氣候間的關聯。這些建置在農地上的感測設備係透過太陽能供應電源自主運作,並將所有量測資訊透過ZigBee/GSM/GPRS/3G等方式傳送回臺北端伺服器。

由研發團隊內專精統計分析的莊欽龍博士、通曉機器學習的陳家榜博士與林子翔博士候選人,所共同開發的「蟲害預警系統」,不僅可在七天前就預報可能發生的害蟲爆發事件,亦可讓農民與政府單位提早進行綜合防疫措施,在蟲害未發生前整理果園農地,減緩害蟲孳生的速度外,亦可在關鍵時刻撒藥進行大規模撲殺。

智慧農民曆,改變看天吃飯

此等議題一直為我國防檢單位所看重的研究主題,未來可做為啟動蟲害綜合防治與管理的早期參考指標之一。利用蟲害發生趨勢的預測功能協助蟲害綜合防治的做法,未來除了可用來提升產業價值外,事實上,甚至可結合作物保險,變身為臺灣具科技智慧的「農民曆」,降低損失的風險,改變以往農夫看天吃飯的窘境。

多家國內外媒體報導

本研究受到許多國內外媒體的青睞,Discovery頻道的《臺灣無比精采》系列節目在去年專訪,讚譽此研究整合先進資通信技術,造就農業科技技術的革新,該紀錄片已於2013年12/30日(一)晚間9點於全球150餘國的Discovery頻道首播,以及在今(2014)年1/4日(六)晚間8點重播,該頻道之紀錄片觀看人數據估計累積超過一億人次。

另外,國外媒體NewScientists於2012八月亦大篇幅的報導本系統,使此套系統首度登上國外媒體,英國國家廣播公司(BBC)於2013年三月於科技版報導此套系統的價值與未來發展性,國內媒體如公視新聞、華視新聞、中國時報、自由時報、聯合報等均對於本研究有詳細報導。

推廣潛力無窮﹣已推展至全自動化蘭園溫室監控

臺大團隊多年來的研究成果相當豐碩,同時也實際佈建於全臺灣重要水果生產區,以收集大量監測資料,亦將資料進行雲端分析,提供農民與政府農政單位參考。近年來,研究團隊更將研究成果推展到更新世代的全自動化蘭園溫室監控。

結合整合行銷,獲「2013農業科技產業好點子競賽」金獎

此外,本團隊亦與 臺大管理學院組成跨院系「Farmbook小農整合行銷」團隊參加由行政院農委會主辦的「2013農業科技產業好點子競賽」,經過激烈競爭,最終脫穎而出獲得金獎之殊榮。透過農業科技技術與管理行銷的整合,希望能夠將臺灣農業導向科技化、智慧化與人性化的境界。

同時管控生產及行銷,解決產銷失衡

臺灣農業的產銷整合問題一直困擾著農民,因此本團隊提出同時管控「生產」與「行銷」的概念,以解決農業產銷失衡的問題。在農民生產端方面,利用「無線感測器網路」技術建立智慧型監測系統,有效監測溫室或農地的耕作環境參數,透過網路系統進行即時通報與分析,並做出適當的耕作處置與配套措施,藉此控制農作物生長於最佳環境與免於受到蟲害爆發影響。

後端銷售方面,則提出「虛實整合」的概念,希望在農民及消費者間搭建直接的銷售平台,利用網路拍賣系統、App、或部落格等方式,讓消費者直接向農民下單以及跟農民互動,同時也提升農民自我認同感,亦吸引有特定需求的消費者上門,達成精準行銷之目的 「臺灣智慧農業」時代已來臨!傳統農業主要以耕作思維來思考產銷關係,結果受到中間商層層剝削;而現今科技世代來臨,農耕與產銷應能透過農業科技與資通訊技術,發揮創意做更有效的連結與利用,以吸引消費者。本團隊即由農業技術層面及產銷層面著手,使農民與消費者可以透過現代的科技技術,產生互動與連結,產生更便捷的行銷通路。

臺大跨領域研究成果貢獻社會

本案是臺大推動跨領域合作研究的再一次閃亮的成果!生農學院生機系江昭皚教授以及管理學院郭瑞祥教授、陳忠仁教授希冀臺灣農業能夠跳脫過往傳統產業的框架,並從臺灣大學為出發點,透過學術單位的最新科技及創意的行銷策略,進行跨領域的整合與加值,讓臺灣農業邁向「智慧農業」的嶄新世代。

ENGLISH 常見詢答 學術單位 行政組織 認識臺大 服務資源 研究發展