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無人機巡田,資工系黃能富教授研究團隊打造科技農場

無人機巡田 資工系黃能富教授研究團隊打造科技農場

 

將新興科技運用於傳統農業,不只解決農業缺工問題,還能創造龐大商機。國立清華大學電機資訊學院院長黃能富教授率領團隊發展「智慧精準農業」(Smart Precise Agriculture)技術,利用無人機、衛星空拍與影像分析技術算出最佳採收期及精準產量預測等,成功在屏東、宜蘭、台南、雲林古坑等地種出品質風味更佳的火龍果、三星蔥、蜜漿綠棗、咖啡等作物,更與台灣東協商會簽訂合作備忘錄,要將科技結合農業的模式引入印尼、越南、馬來西亞等東協國家與印度。

教授研究團隊讓農業「長智慧」
黃能富教授指出,清華團隊開發的智慧精準農業技術包括農業感應器與數據蒐集技術,可蒐集土壤溫濕度、土壤電導度、空氣溫溼度、光照度、水酸鹼值、二氧化碳等數據;並發展出長距離低功耗傳輸技術,可把監測到的數據即時回傳給農民;還有農業數據人工智慧分析技術及雲端自動化農場控制技術,自動為農作物施肥、灌溉、照光、吹風扇,讓農業「長智慧,更精準」,農民可節省人力及物料成本,並提升品質及產量,增加收入。

 


圖為空拍機回傳的巡田畫面。(圖.清大提供)

研究團隊整合物聯網、AI人工智慧、數據分析和無人機等科技工具,與農業專家憨農科技及物聯網科技企業合作,為國內多家高經濟作物農場提出智慧農業的整體解決方案,包括屏東帝王火龍果農場、台南的蓮霧及芒果農場、宜蘭三星蔥、桃園有機蔬菜農場、花蓮文旦柚及咖啡農場、雲林古坑咖啡農場等。一般火龍果售價約數十元,但精準農業產出的帝王級火龍果外銷單顆售價可達二百元。
 


圖為操作無人機進行巡田工作。(圖.清大提供)

農家女婿投入科技農場研發
黃能富教授與師母成長於花蓮瑞穗,岳父母種植文旦柚及咖啡豆,黃教授每年返鄉都要幫忙農活。他發現台灣許多農民年紀大了,還要面對颱風等天災及缺工問題,勞苦終年卻所獲甚微。專精物聯網及數據分析的「農家女婿」黃教授於是從兩年前開始組織團隊,投入「科技農場」的相關技術研發。
過去農民要了解農作物生長及病蟲害狀況,多半靠兩條腿巡田,現在則有無人機、衛星及固定式攝影機代勞。黃教授舉例,古坑咖啡種在陡峭山坡,交通不便,好不容易派工人上去卻常發現咖啡豆還沒成熟。如今派無人機拍攝照片,辨識及計算咖啡豆的成熟度並回傳結果,等原為綠色的豆子紅了70%以上,就是最佳採收期。

無人機巡田 預測產量及採收期

 


圖為操作無人機飛入火龍果田,記錄農作物生⻑狀況。(圖.清大提供)
黃教授研究團隊也協助農民在火龍果開花時派無人機拍攝花朵數量,配合AI人工智慧技術,精準預測產量及收成日期。如此一來,農民就能提前規劃銷售的通路,準時出貨。

智慧精準農業運用無人空拍機結合及固定式攝影機為農⺠巡田,記錄農作物生⻑狀況。(圖.清大提供)

屏東帝王火龍果農場老闆劉世權說,因南台灣夏季多雨,不利火龍果成長,他改在冬季種植,晚上得開燈補強冬季日照不足,「以前每天晚上騎機車巡十一甲的田,看燈有沒有亮,繞一圈就要兩小時,現在靠無人機巡田只要20分鐘。」冬天出產的火龍果一斤可賣到70元,也比夏季高一倍。
精準施肥 省成本 增產值
憨農有機農場創辦人吳文輝,組織三百多位花東、高屏的芭樂、蓮霧、荔枝農友成立蔬果產銷聯盟,並外銷多國。吳文輝說,每一種農作物在不同生長階段所需養份不同,導入智慧精準農業系統後,派無人機去拍攝,從作物外觀顏色判斷何時應施何種肥料,精準不浪費。吳文輝舉例,如火龍果農收到15天後要出貨2千台斤的訂單,透過空拍機就能判斷還需要施多少肥料?哪一區能在出貨前順利採收?智慧精準農業系統可為農友們省下15%的人工及肥料成本,因品質穩定提升,售價平均也提高15%。

 

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