人工智慧在農業之應用及衝擊
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民以食為天,農業是人類經濟的主要基礎。隨著氣候變化、人口增加、勞動力減少和食品
安全等因素,促使農業尋求更多創新措施來保護和提高農作物產量。因此,人工智慧(AI)
正成為廣泛農產業技術發展的很重要力量。
以下將探討人工智慧的農業應用及趨勢,並介紹代表性業者及產品範例。
AI在農業的主要應用分三大類:
一、農業機器人(Agricultural Robots)
公司正在開發和設計自動化機器人及程式,以處理基本的農業任務,自動化系統設備以解
決農業勞動力短缺問題,例如以比人力資源更高的速度收成農作物。
- 雜草控制Blue River Technology 控制雜草的功能是農民的首要任務,因為除草劑抗藥
性變得越來越難克服。現今估計有250種雜草已有除草劑的抗性。在美國雜草科學協會對
不受控制雜草對玉米和大豆作物影響,估計農民每年損失430億美元。利用自動化設備和
機器人來幫助農民找到更有效的方法,保護農作物免受雜草的侵害。
Blue River Technology開發了一款機器人See&Spray,利用電腦視覺來監控和精確噴灑
棉花植物上的雜草。精確噴灑可以幫助防止除草劑的抗藥性,該公司宣稱其精確技術可正
常噴灑80%農作物化學品,並可將除草劑支出減少90%。
– 農作物收成機器人 Harvest CROO Robotics
Harvest CROO Robotics開發了一款具備16個獨立的採摘機器人,幫助草莓農場採收和包
裝,可以在一天內收成8英畝土地,並取代30名勞工,而農業勞動力成本高居總成本之40%
。
二、農作物和土壤監測(Crop and Soil Monitoring)
利用無人機基於電腦視覺和深度學習演算法處理,或基於軟體技術紀錄大數據,以監測農
作物和土壤健康。受到森林砍伐和土壤質量下降之影響而威脅到食品安全的議題,同時對
經濟產生負面影響。
- 診斷害蟲/土壤缺陷的機器視覺 (PEAT)
PEAT農業科技公司位於柏林,開發了Plantix的深度學習應用程式,可辨識土壤中潛在的
缺陷和營養缺陷。透過軟體演算法進行分析,該算法將特定的葉子模式與某些土壤缺陷、
植物病蟲害和疾病產生相關聯。圖像辨識應用APP透過用戶的智慧型手機鏡頭拍攝可能缺
陷的圖像來進行識別。然後向用戶提供土壤修復技術、缺陷提醒及其他可能的解決方案。
PEAT宣稱其軟體可以快速模式檢測,精度高達95%,全球客戶已超過50萬。
另一家業者,也是PEAT的競爭對手CropDiagnosis,也開發出類似APP應用程式。
- 追蹤診斷土壤缺陷的機器學習 (Trace Genomics )
類似Plantix應用程式,加州的Trace Genomics為農民提供土壤分析服務,由Illumina開
發了使用機器學習的系統,為客戶提供了土壤的優勢和弱點。重點是防止有缺陷的作物,
並優化健康作物生產的潛力。
農民提供土壤樣本給Trace Genomics後,用戶會收到其土壤含量的詳盡資料,包括細菌和
真菌的病原體篩檢以及全面的微生物評估。
- 利用無人機和電腦視覺分析農作物 (SkySquirrel Technologies Inc.) 無人機在早期
利用來噴灑農藥,現在結合AI和空中技術來監測農作物健康。
SkySquirrel Technologies是一家提供葡萄園無人機技術的公司,幫助用戶提高農作物產
量並降低成本。用戶預先規劃妥無人機的路線,並利用電腦視覺記錄用於圖像分析。一旦
無人機完成其路線,用戶可以利用USB裝置將無人機資料傳輸到電腦,並將獲得的數據上
傳到雲端硬碟。SkySquirrel使用演算法來整合和分析獲得的圖像和數據,以提供葡萄園
健康狀況的詳細報告,特別是葡萄藤葉的狀況。由於葡萄樹葉常常是葡萄樹疾病的隱患(
如黴菌和細菌),監測葉子的健康是整體健康狀態的良好指標。宣稱其技術可以在24分鐘
內掃描50英畝的土地,並提供95%的準確度數據分析。
- 台灣無人機業者雷虎科技 (CX180)
雷虎CX180工業及農業用智慧無人直升機,與逢甲大學航太系統合作研發,每台售價約150
萬元,僅約日本產製的三分之一。雷虎與國內農藥大廠聯利農業科技結盟,將共同運用雷
虎研發的大型工農業用無人直升機CX180,積極布局AI及無人機在全球智慧農業的應用。
雙方將合資成立「智慧農業科技植保公司」。雷虎主要負責CX180工農業用直升機的技術
諮詢,教育訓練與作業環境等各項評估。聯利則負責客戶服務,農業藥劑的開發與調配,
以及代噴業務、農耕植保技術等行銷等業務。
- 台灣無人機業者經緯航太 (ALPAS)
經緯航太ALPAS智慧型精準農業無人機系統,透過無人機載具推動高效植保,農藥、肥料
自動化噴灑等整合性系統服務,15分鐘內即可完成1.8甲水稻田的農藥、肥料噴灑。經緯
智慧農業服務,包含以搭載人工智慧的飛控,和影像分析系統的無人機型,用高畫素攝像
機,進行農地植被探勘,品種辨識及生長情形分析,並建立3D影像模型,提供客戶專業植
保建議。
三、AI預測分析能力
正在開發機器學習模型,以追踪和預測農作物產量的各種環境影響,例如天氣變化。
– 利用衛星於天氣預報和農作物永續性 (aWhere)
aWhere公司位於科羅拉多州,使用與衛星相關的AI機器學習演算法來預測天氣,分析農作
物的永續性並評估農場是否存在病蟲害。例如,每日天氣預報是根據每個客戶的需求制訂
。
– 利用衛星於監測農作物健康和永續性 (FarmShots) FarmShots總部位於北卡羅來納州
的新創公司,專注於分析衛星和無人機拍攝的圖像所產生的農業數據。該公司聲稱其軟體
可以準確告知用戶需要施肥的位置,並可將肥料使用量減少近40%。
四、區塊鏈運作農作物成長紀錄更透明化且安全性更高
利用區塊鏈(Blockchain)去中心化、分散式儲存或記錄、共享數據的特點,同時借助區塊
鏈不可更改的特性,來記錄農產品生長與收穫的全過程,更透明且安全性利用區塊鏈管理
自己的農場及作物,並向消費者保證農產品的品質。甚至,在數據處理分析過程加入AI功
能,或是在點對點之間以虛擬貨幣交易,更是顯示出區塊鏈的價值。
- 創業公司Ripe.io
利用區塊鏈管理自己的農場,包括:追踪番茄的成熟度、顏色和含糖量,減少腐壞,記錄
供應鏈。每一個番茄,都有自己履歷資料及記錄,並用分佈式記帳的方式貯存在區塊鏈平
台上。它們將共享數據並直接送達與農場合作的商店,每個人都可以很直觀的了解每一顆
番茄的生長時間、採摘時間、甜度以及含糖量。如此,開放的模式就可以很清楚的展現產
品的品質,可以很快建立口碑及省下很大筆的行銷費用。
我國「新農業」政策
「新農業」是小英政府「五加二」產業創新計劃之一。由於,台灣耕地面積較零碎,不屬
於大規模耕作型態。所以,應該尋找最適規模及在地化技術,讓農產從土地到餐桌,藉由
農業與科技可以緊密對話。
科技部長陳良基說,科技部將與農委會進行跨部會跨技術合作,嘗試開發下世代農業新技
術,先解決三個重要問題,以智慧機械如利用輔助器械,提供重複性農作的必要體能協助
,像除草、施肥。同時也要開發環境及作物監測管理系統,進而連結自動化管理操作系統
;提升農、漁、牧產品保鮮技術。
心得
人工智慧的農業趨勢,將是以農業為主體,分別結合AI、無人機、5G物聯網、智慧機械/
自動化系統、區塊鏈的整合模式。雖然對農業發展是有相當的幫助,但是這也將面臨農業
勞工被取代與失業問題。
作者: elwkjw (toddy) 2018-03-23 12:00:00
紅明顯,笑死人
反正都缺工了 哪會有勞工失業的問題這投資成本少說也要百萬千萬 台灣農民哪會願意出錢一堆王八蛋只會叫國軍去幫忙採收洋蔥
作者: ru04hj4 (純樸鄉下人II) 2018-03-23 12:18:00
台灣有國軍就好了啊
作者: galusx (galusx) 2018-03-23 12:19:00
你少說了3D感測
還可以防動物來偷吃 真的很好應用防小偷也可以 自動控制土壤相關數據 太多應用了農業就是長期投資 這裡都作短的不懂它的好
2018-03-23 12:25:00
台灣農業的問題不是生產,而是銷售,台灣人很會種東西但是都是供過於求,所以這些機器在台灣發揮的空間應該不大,除非本身是專門做外銷的
銷售的問題要由政策指導 你看最近的新聞就知道了品質顧好 國外自然有買家來採購智慧農場作起來就對了
2018-03-23 12:35:00
現在越南和大陸的技術不斷的在進步而且他們比我們還有本錢弄這個智慧農場,因為他們佔地大而且人數多,氣候也不輸台灣,台灣的政策真的要好好想一下怎麼幫助農民而不是一昧的輔助農民,輔助只是治標不治本,當然啦,這是我務農所面臨到處境,可能官員看的比我們還遠
台灣農產品供過於求(X) 台灣農產品價格太高(O)農民人均農地面積才幾分地的 哪來的競爭力....有興趣可以看一下MOD那些馬來,泰國農場的節目 真的屌打台灣啦 人家的規模有做出來 技術也不見得輸台灣
哪裡可怕了 農地越少補貼就越少 稅收就越多 很好啊
台灣人食物要自給自足 靠進口食物肯定漲價到無法想像
補貼應該改為政策輔導 廠商進入幫老農 年輕人也要加入
然後再來怪政府沒控制好物價 像油價一樣聽天由命進口你敢吃我是不太敢啦
你去美國看過他們包裝雞腿一大包多便宜就知道了 XD
自己不敢吃 活該被貴啊進口水果沒本錢跟本土比? XD 你沒吃過世界一喔?
菜市場都買本地的菜跟水果 進口的不好吃我們支持本地農民 讚嘆好了要睡午覺了不回了
全部依賴進口 有一天就別被經濟制裁 全台灣餓死 亡國
進口的有啥不敢吃 好吧中國的我真的不敢吃台灣抱好美國大腿就好了 只要美國願意賣誰制裁台灣
作者:
tutuan (沈潛)
2018-03-23 13:39:00能跟台灣水果比的進口水果也不是普通人家能天天吃的
2018-03-23 15:02:00
想要有無食安的農作物,要先處理農地蓋工廠的和亂排放廢水的污染吧,這些沒解決農夫就算引進這些設備也沒用啊
作者:
kamichu (ichigo)
2018-03-23 18:15:00嘴的人今天開始就去吃進口菜,看你能吃多久
作者: galusx (galusx) 2018-03-23 18:26:00
討論變成八卦味了??
作者:
NDSLite (Matrix in 臥虎藏龍)
2018-03-23 19:18:00老實說鄉下一堆人力農夫,而且多是50歲以上,智慧農業沒那麼簡單
作者:
mystage (亭)
2018-03-25 11:10:00推智慧農業不是給鄉下老農夫用的,是給他兒子。