2019科創講堂

新興科技於智慧農業之應用

講者/林裕彬(台灣大學環境系統工程學系特聘教授)

撰文/整理/科學人
2019/10/23

2019科創講堂

新興科技於智慧農業之應用

講者/林裕彬(台灣大學環境系統工程學系特聘教授)

撰文/整理/科學人
2019/10/23


談到新興科技在農業上的運用,目前最為人所知的,是利用區塊鏈進行履歷追蹤。擁有國際合作經驗豐富的林裕彬進一步指出,當前高科技農業的展望還包括環境監測、知識傳承等,為台灣農業的永續經營、質和量的優勢維持,指引出最新方向。


區塊鏈在智慧農業的應用


過去的農業仰賴農夫每日外出巡視農田,觀察作物是否缺水等各種條件,做適當的判斷與調整。工業化之後,農業機具幫忙分擔勞力。而到了今天,我們進入E-Agriculture的時代,能夠使耕作更為精準。


根據國際糧農組織的解釋,E-Agriculture是資訊與通訊科技(ICT)在農業的應用,例如在田間設置感測器,在家就可以接收資料;透過網路,可以了解植物狀況、天氣狀況;甚至從家中便可調控溫室,甚至自動化操作。透過手機和網路的連接,也讓各種資料上傳更為便捷。


在E化農業中,大數據和區塊鏈技術扮演重要角色。區塊鏈的特色是資料分散,但一有更動,整個網絡都會知道,因此資料不能被竄改。它也是透明的,從交易過程可以回溯過去歷史。鑑於這些特性,目前區塊鏈已經運用於產品的履歷溯源。在其他應用上,還可以優化農產品供應鏈、降低交易過程的費用、提供各項即時資訊,也因為農作資料清楚記錄,更有利於農業保險的加入和運作。


目前結合區塊鏈的全球農業熱點還不多,台灣也是其一,但預期不久的未來區塊鏈將會翻轉農業的面貌。


與知識和人工智慧結合


目前在實際操作上,已經可以把生產過程中的各種資料上傳,如作物品種、施用的肥料、農藥種類等。但光是如此,多數人仍不了解這些資訊背後的意義,因此知識圖譜(knowledge graph)的形成便很有幫助,也就是將各種不同訊息和知識串連,形成網路。例如品種和肥料的知識都可和履歷連結,因此整個網路不只包含履歷,更成為知識的履歷。林裕彬特別以台大出產的有機茶為例,示範知識和履歷結合的知識圖譜。


更進一步,當資料都已經存在於區塊鏈上時,可以透過人工智慧對這些資料進行學習,找到各項因子最好的參數,整個系統本身就能夠達到耕作知識的傳承。


利用區塊鏈監測環境


區塊鏈的另一項運用,是進行污染溯源。過去當我們發現污染,並不容易追溯真正的源頭。現在利用物聯網技術,在農業環境中設置感測器,透過即時資料回傳,並經過拓樸排序等計算,可以得知何處的污染物最多,回推污染物的源排放頭。藉由這樣的系統,實際上已有成功找到工廠排放污染物的例子,而該工廠也承認錯誤。


類似概念還可運用於水質即時監測、溫室控制等。將區塊鏈、人工智慧和知識結合,可使農業的產量和產值同時提升;從農場到餐桌的安全性也更有保障。


最後林裕彬補充,儘管科技發達,但利用這些工具還是要謹慎;例如提供不正確或不適當的資料給人工智慧,便無法增加農產品的產量和產值,反而帶來問題。農業專家認為,未來三到五年,新科技便會為農業展開全新的局面。台灣能否做到質的改變,是維持農業優勢最關鍵的因素。