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財團法人海峽交流基金會

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智慧農業 臺灣科技新藍海◆文/張曲辰

  • 更新日期:110-06-02

糧食安全是當前各國最重視的課題之一,尤其是2020年新冠肺炎疫情爆發後,不少國家開始控制糧食輸出,對糧食自給率偏低的國家而言,無疑是一大警訊。臺灣長期糧食自給率偏低,根據農糧署公布108年以熱量計算的糧食自給率才32%,低於日本的38%。搶救糧食大作戰,是臺灣的當務之急,其中透過農業科技化的手段進行轉型升級,是進行式,也是大趨勢。

智慧農業加快農業轉型 滑手機也能掌握農事

臺灣糧食自給率偏低的因素很多,從傳統生產型態來看,主要原因有四:一、工業化對農業帶來的衝擊;二、農業產值低、勞動量大,降低年輕人投入的熱情;三、農村人口老化,根據農委會調查,農業人口約60萬,平均年齡以50歲以上佔絕大多數,預估未來10 年將有 11 萬農民因高齡化退場;四、國人飲食習慣改變,傳統農作物非唯一選項。由於極端氣候常態化、農業就業人口老化、年輕新血斷層等課題,正在挑戰臺灣小農經濟型態。

要解決上述四大問題,智慧農業應是最佳解決方案,藉由導入科技能量,協助農民智慧化耕種,甚至用科技創新產銷模式,打造超越傳統農業的產值,可說是未來農業轉型的主要途徑。聯合國糧食及農業組織為了消弭全球資源分配不均的落差,正與各大組織用人工智慧發展三大領域:農業機器人、土壤與作物監測、預測分析,致力改善全球的營養攝取均衡與確保糧食安全,並藉此扶持發展中國家解決國內的糧食生產問題,善待小農、消除貧窮限制。

在當前氣候變遷和自然資源枯竭的情況下,人工智慧能透過許多方式解決農業問題,而智慧農業與最夯的科技產業結合,減省大量人力,可吸引年輕人目光,進行多元栽種,擴大農作物的品項,且應用範圍廣,舉凡農園的日照、溫度和濕度遠端數據監控、農作物的生長監測、果實採摘、病蟲害防治,以及區域性範圍的3D植被檢測,都能輕鬆解決,農民不用頂著豔陽出門,只要滑一下手機,就能一手掌握農事。「世界農化網」報告顯示,以應用為基礎的智慧農業市場有望在2022年達到184.5億美元的規模,年均複合增長率13.8%。

臺灣科技是智慧農業的堅強後盾

智慧農業的發展,需有科技創新能力作為支撐,臺灣在科技領域的表現亮眼,近年臺積電在半導體製程大幅突出領先,更成為全球焦點。瑞士洛桑管理學院(IMD)公布 2020 世界競爭力報告,臺灣排名第 11,在亞太國家中居第 3;另瑞士世界經濟論壇(WEF)「2019年全球競爭力報告」(2020年因疫情關係,暫停公布),臺灣的創新力,高居全球第4。如此豐厚的本錢,將科技與農業結合,應是如魚得水。

座落於桃園市蘆竹區的「源鮮智慧農場」,將光電技術結合水耕蔬菜,已經推廣到全世界20多個國家。源鮮董事長蔡文清出身高科技產業,曾因罹患肝癌,幾乎被醫生判了死刑,後來仰賴另類療法、排毒與改變飲食而康復,啟發他轉行進入生產健康食材的行業。2008年,他自組研發團隊,投入農業種植、自動化、水處理和植物光源開發等多項技術,並運用AI系統控制、管理及營運,從微生物液態肥的製作,經過養液培生、基礎孕苗、植栽培育、光合增養、自動採收包裝及配送市場,都由AI系統控制及運作,節省人力之外,也強化健康成份,提高種植效益。

臺灣的農業改良技術早就聞名全球,1971年由我國、美國、日本、韓國、泰國、菲律賓、越南等7國政府和亞洲開發銀行共同成立的「亞洲蔬菜研究中心」(2008年4月14日更名為「亞蔬—世界蔬菜中心」),就設在臺南善化,累積了深厚的研究實力,2006年正式開園的「屏東農業生物科技園區」,更是世界唯一的農業專業科學園區,以發展農業科技、形成農業科技產業群聚為目標,目前已有100多家農業生技企業進駐,涵蓋天然物健美、水產養殖生技、生物性農業資材、畜禽生技、生技檢測服務、節能環控設施等六大產業,如今AI人工智慧技術愈來愈成熟,對臺灣智慧農業的發展必將如虎添翼。

「荷蘭經驗」打破先天環境限制

環視全球,利用科技改善農業問題,創造高產值,以荷蘭最具典範性。荷蘭人口約1,700萬,農業人口僅占總人口2%,比臺灣約5%還少很多,且位處溫寒帶地區,日照短、溫度低,不適合作物生長。在先天環境、氣候不利的情況下,荷蘭透過科技發展出高度自動化與標準化的溫室系統技術,使農業不受氣候與耕地的限制,荷蘭同時也全力發展適宜溫室生產的高產值經濟作物,使農業成為該國最重要的出口產業之一。荷蘭每年農業淨出口值約130億美元,蔬菜、種子出口居世界第一,鮮花占全球市場的60%。

荷蘭的成功經驗,說明科技可以解決氣候、耕地、人力及先天環境的限制,創造出更大的效益。近年政府倡導「新農業」所涵蓋的「技術創新強勢出擊」一項,便是致力研發自動化、智慧化的節能設備,提升農業經營效能,並且創新產業價值。過去臺灣多引進日本、荷蘭等溫寒帶國家的溫室系統,在技術設計上並不適合臺灣亞熱帶的環境,導致營運成本過高,無法形成產值效益。工研院進駐中創園區後,整合自動化、感測控制、光源、微環境、病源體檢測等技術,已逐漸建構適合臺灣氣候的溫室系統。例如導入適合溫帶地區生長的作物草莓,以溫室系統技術成功培育,在科技調控的操作下,晚秋到早春皆能採收,不僅延長草莓生長期,產量也較傳統栽培方式提升至3倍之多。此套溫室技術前也與民間業者進行合作,在苗栗大湖、雲林虎尾、南投草屯、桃園大溪等地區建置推廣案例。

青農偏愛無人機施藥 具「三省」優勢

此外,當前臺灣公部門與私人機構也積極推廣其他智慧農業的運用,以無人機農業噴藥為例,經農委會推動國內無人機施藥評估與相關技術規範制定後,國內愈來愈多青農投入相關行列,到今年3月為止,全國擁有無人機農噴雙證照的農藥代噴人員已經超過500人,1年內成長近5倍。無人機施藥具有省工、省時、省水優勢,且可減少藥劑使用,兼顧環境友善效果,並可應用新的科技幫助青農返鄉,讓代噴業未來能在農業發展占一席之地,且經過農業藥物毒物試驗所進行3年水稻無人機施藥安全評估與化學農藥減量試驗,驗證20種水稻用藥可達到防治效果,未來也可以應用在大面積栽培作物上,如鳳梨、茶葉、玉米等等。

私人機構方面,例如由科技部與農委會輔導的禾生科技,為了解決養殖業的問題,結合人工智慧、物聯網、水產養殖、行動科技、自動控制等跨領域專業,設計智慧水產養殖即時監控即時改善系統。此系統提供即時監控水質有毒濃度,水質危險時間通常發生在半夜,系統可24小時持續監測水質。水質若有異常,系統會自動發送預警訊息至養殖戶的行動裝置,同時會自動啟動水質改善系統。水質監測數據上傳雲端資料庫,可作為未來水質分析的依據,改善長久以來水產養殖低成功率的潛在問題。

 AI農業 臺灣迎新藍海

「靠天吃飯」的農耕型態曾主導人類數千年的農業歷史,尤其是地處亞熱帶、熱帶地區的臺灣,更因夏季高溫、多颱等氣候特性,使得農業發展面臨極大挑戰。以2009年莫拉克颱風為例,當年在臺灣南部引發大規模水患,造成農漁損失高達百億以上。拜智慧科技所賜,既可為臺灣農業解決困境,也點燃新希望。尤其青年返鄉及新一代農夫接班後,提高了運用新科技的接受度,為農業注入人工智慧、大數據分析、機器學習等科技元素,協助農夫進行相關決策。

據美國雜誌《財富》報導,農業科技成為近幾年炙手可熱的投資新領域,被視為可持續發展的投資新項目,尤其是農業,利用科技解決土地管理、水源不足及勞工短缺的農耕問題,同時利用科技提升產量及質量,這個新範疇名為「Agtech」(由Agriculture 及Technology兩個詞組成)。不過目前應用AI技術的農業新創企業仍以歐美地區國家為主,亞洲國家普遍處於落後狀態,以臺灣的科技實力及政策支持,迎頭趕上,大步迎向農業新藍海絕非難事。

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