Thursday, August 5, 2021
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    人工智慧打造「精準農業」種出完美蔬菜、進行牛臉辨識

    電腦不只會撿土豆?人工智慧打造「精準農業」種出完美蔬菜、進行牛臉辨識…

    人工智慧能做到的事情到底有多少?近年來,世界各地的農牧畜產業也吹起「AI 風」,將 IoT 物聯網技術、ICT 資通訊技術與 AI 人工智慧技術等導入農、牧場經營產業,不但能降低經營成本、增加收益,還有助於減輕對環境造成的衝擊。

    最重要的是,還能針對不同作物給予最適合的種植決策與處理,種出最青翠可口的蔬菜;畜養的牛羊豬等動物,也能透過高科技裝備得到最完善、人道的照顧。

    而這種將高科技技術應用在農業上的形式,被稱為「精準農業」(precision farming)。

    運用人工智慧技術打造農業的 Boom Grows 官網圖片
    圖片來源:BoomGrow Farms 官網

    糧食短缺+疫情衝擊 智慧型農業市場規模將達 112 億美元

    根據全球性市場調查公司 Marketsand Markets 調查,2017 年至 2022 年智慧型農業市場的複合年成長率可達到 13.23%,市場規模達到 112 億 3000 萬美元。而且在這次產業調查中,近8成業者表示前景樂觀。

    市場需求大幅成長的原因,一方面是全球人口不斷增長,糧食需求也面臨倍增的壓力;另一方面也因為 2020 年的疫情衝擊,將原本食物供應鏈的脆弱之處展露無疑。

    而在智慧農業市場之中,「精準農業」為其中規模最大的類型,也帶動相關技術的發展,如:農機具設備自動化、農作物遙感監測與建立農作決策 AI 系統(監控環境溫、濕度、水足跡、疾病蟲害等)等,發展出各種新模式。

    人工智慧監控的完美農園

    為了讓有限的可種植土地發揮最大效益,美國農業新創公司 Plenty 開發了高聳的「垂直農場」。

    Plenty 官方表示,他們的理念是「花更少成本得到更多的食物」。與傳統農場相比,Plenty 使用的土地面積減少了 99%。

    美國農業新創公司 Plenty 開發了高聳的「垂直農場」
    圖片來源:Plenty 官網

    除了將種植方式垂直化,Plenty 亦利用數據分析技術尋找出適宜作物生長的環境,並輔以機器學習調整人造光線、溫度、濕度等,為植物創造最理想的環境,減低天然氣候與災害的影響。

    除此之外,Plenty 也表示他們所有的作物都不會使用漂白劑、殺蟲劑,也不使用轉基因技術,為大眾提供最天然的蔬菜。

    而在地球另一端的馬來西亞,也有一家農業科技新創公司 BoomGrow Farms,運用人工智慧技術打造完美溫室。

    Boom Grows 農場運用人工智慧技術打造完美溫室的
    圖片來源:BoomGrow Farms 官網。

    BoomGrow Farms 的研發團隊匯聚了永續發展研究博士、農藝師、軟體工程師及建築工程師,成立的初衷在於「對自己吃的食物建立起信任」。

    BoomGrow Farms 將「農場」設計成模塊化的系統貨架,可以根據不同的需求靈活地擴大、縮小規模。

    這些一個個「農場」都連接 5G,並用機器學習感知技術模擬理想生長環境,實時偵測作物的任何狀態──從葉片的顏色變化,到蔬菜內含多少硝酸鹽成分,通通都不放過。與傳統農業相比,BoomGrow Farms 的農作物週期更快、更頻繁,也能收集到更多的資料數據。

    目前 BoomGrow Farms 一年的蔬菜產量超過 5 萬公斤,而一個堆疊 5 層、33 平方公尺的垂直農場年產量,約能等同 4000 平方公尺傳統室外農場的年產量。

    照顧動物有新招 連接衛星的智慧名牌、牛臉 AI 辨識

    澳洲的 Ceres Tag 專門製作給動物配戴的「智慧名牌」以方便追蹤管理
    圖片來源:Ceres Tag 官網。

    除了農業,全球的畜牧產業也邁入智慧化,也有眾多科技公司開始研發畜產監控技術。位於澳洲昆士蘭的 Ceres Tag,就是專門製作給動物配戴的「智慧名牌」、方便追蹤管理的公司。

    昆士蘭州的總面積達 170 萬平方公里,其中超過 80% 都用作為放牧地,如何讓牧場人員能即時管理、照護廣闊牧場上成群的動物,如牛隻走失、生病或母牛生產等,就成了極需解決的問題。

    澳洲的 Ceres Tag 給動物做的電子耳標以太陽能運作

    Ceres Tag 研發出能讓牛、羊、豬等動物別在耳上的電子標籤,被稱為「電子耳標」,僅由太陽能就能運作,並與衛星連結,將牛隻的即時狀況回傳給牧場人員。

    包括監測追蹤動物的移動、即時健康資訊、體重變化、動物隻數等,甚至能遠端監測牛隻反芻的程度,搭載的 GPS 技術也能告訴牧場人員每隻動物所處的位置,亦能確保牠們的夜間安全。

    而所有通過衛星接受的資料數據,都會儲存在雲端數據平台中,Ceres Tag 也提供進一步分析數據資料的服務,提供牧場人員參考。

    除了讓牛隻配戴智慧名牌,中國一家科技公司 Beijing Unitrace Tech 也透過建立「牛臉辨識系統」,協助畜牧業者即時追蹤家畜狀況。

    中國科技公司 Beijing Unitrace Tech 建立的「牛臉辨識系統」
    圖片來源:華盛頓郵報。

    Beijing Unitrace Tech 藉由每隻牛臉部輪廓和斑紋形狀的不同,建立出牛隻專屬的人工智慧辨識系統,並與飼主裝在飼料槽或擠奶站的監視器連線,就能即時獲得家畜的健康、體重、妊娠等不同狀況。

    創辦人趙金石在接受美國《華盛頓郵報》採訪時表示:「我們可以知道特定的牛隻喝了多少水、吃多少東西,以及一天有多少時間進食。」他解釋,當家畜從戶外圈養處走進擠奶站的通道時,人工智慧系統能偵測出家畜不適的徵兆,或不尋常的行為模式,飼主就能立即進行處理。

    「這系統非常厲害,能夠讓工作變得輕鬆許多,我能隨時掌握牠們的體重。」中國河北省一處農田管理人何葉告訴《華盛頓郵報》,若所養的牛隻出現病症或其他問題,他的手機也會立刻收到通知。

    AI 或成農牧業轉型關鍵

    俗話說「民以食為天」,其實不只上述案例,世界各國為了解決糧食問題都在關注農牧產業的轉型,與智慧農牧業的應用。

    智慧農業應用的範圍十分廣泛,舉凡日照、溫度和濕度等的遠端數據監控,農作物的生長監測、採摘機器人,甚至到病蟲害防治以及 3D 植被檢測等,都算在其範疇。

    不過,無論是哪種應用方式,相關數據收集、分析與 AI 技術十分重要,在產、官、學、研各界都努力培育與投入各類 AI 人才的現況下,相信未來能藉由科技的力量,不再「粒粒皆辛苦」了。

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