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科技漫遊 創生臺灣

科技漫遊  創生臺灣

凃心怡、賴宛靖

科技

工業技術與資訊

2024-08-20 17:31

夏日踏上科技之旅!

從北部科技博物館、中部綠意果園,到南部現代牧場、東部碧海藍天,探索創新科技與產業創生,每一步都是驚奇的科技體驗!

埔里青農深植友善農法

作物整合管理系統 擺脫看老天臉色

 

沿著進入南投埔里地區的臺21線悠遊車行,一路綠意盎然,放眼盡是琳瑯的鮮花、水果以及蔬菜,沿路而上,來到海拔650至800公尺的合成里大坪頂,香甜的氣味開始與清新的空氣相融合,炎炎夏日到此,就可嗅聞到香濃的百香果氣味。

 

臺灣的氣候彷彿為百香果而生,自1900年初由日本人引進之後,每年一到收成季節,就見農地裡某個角落開起白中帶紫的花朵,待果實轉為紫色成熟,即可採下食用;在種苗與技術一戶傳一戶的大坪頂地區,百香果不只是一般作物,而是採取專業化大片種植,占全臺9成的產量,不僅國人喜愛採買,更外銷國際,如日本、南非等。

 

因此,當在外工作數年的白政益決定結束漂泊回鄉,祖父母的這一方百香果園就順理成章的成為他落地生根之處。

 

青農白政益以工研院研發的ICM系統提醒進行合理化施藥,種植美味的百香果。

青農白政益以工研院研發的ICM系統提醒進行合理化施藥,種植美味的百香果。

 

受慣行農法衝擊 為百香果找出路

 

「我的百香果種植知識都是叔叔教我的。」關係緊密的家人,讓栽種技術與知識的傳授沒有分毫藏私,但白政益的腦中卻時常問號不散,以農藥配置為例,當他問叔叔該怎麼配比時,叔叔理所當然回答:「交給農藥行就好,跟他說要做什麼用,他們就會配好。」

 

白政益曾試圖去問其他果農,結果每個人給他的答案都不同,甚至還有人告訴他,若要完全控制病蟲害,可以配3到4種藥,並每隔2天噴灑一次,「我嚇壞了,這抑制病蟲害沒錯,但是換來一顆有毒的百香果,沒意義啊!」

 

他期待能投身友善栽培,於是開始積極尋找農業相關課程,也在改良場的農民學院中恍然大悟,原來務農不只是勞力工作,同時還必須學習許多知識,例如了解氮、磷、鉀的作用等等。

 

進行合理化施肥的打擊只是第一步,緊接而來的是天氣的變幻莫測。「我回來這3年,見識到了極端氣候的可怕。」白政益回憶,第一年近乎無雨,第二年好不容易等來雨水,但雨量卻意外地集中,熬到第三年則是在颱風季之前就捲進颱風,「農夫就是看天吃飯,以前只能接受,但引進科技農業之後,一切都不同了。」

 

百香果

 

百香果。

上為遭受病害的百香果;下為以工研院技術種出宛如壘球大的百香果。

 

從IPM到ICM 成為全方位顧問

 

青創思維在白政益身上展露無疑,他深知要兼具商業、品質以及友善栽培的這條路勢必艱辛,但笑言自己是最怕安逸的人,白政益感謝自己身處科技發達的時代,因為各方面要契合所想,科技農業對他而言無疑是一大利器。

 

2024年初,白政益與工研院合作,引進「作物整合管理」(Integrated Crop Management;ICM)系統,他以變幻莫測的氣候為例,「像今年的天氣常常有午後雷陣雨,其他的農民幾乎都要在沒有下雨的間隙到園區灑藥,但我能根據ICM系統的提醒進行合理化施藥及栽培管理,大幅減少病害發生,以及提升百香果產量與品質。」

 

工研院中分院副執行長李士畦進一步解釋,ICM系統就是維護植物健康相關措施的整合管理。2011年起工研院就開始投入智慧農工與生態材料科技的研發。2018年開始整合各項技術,從精準使用藥肥的「病害整合管理」(Integrated Pest Management;IPM)系統,一路進展到含括作物生理、環境監控與病害管理的ICM系統,李士畦表示,一路走來目標明確,「在整個農業發展過程中,無論是生態肥料的供應或是因極端氣候引發田間病害的預警,大多仰賴經驗。整合管理系統對農民而言,就是利用科技將經驗數位化,提供給農民全方位的解方顧問服務。」

 

起跑第一人 身負重任

 

百香果擁有豐富的維他命C、高纖維等養分,然而在種植過程中卻時常得面臨環境的挑戰,雨水只是其一,最令果農頭疼的還有嚴重蟲害與透過空氣及雨水快速傳播的炭疽病。

 

炭疽病是一種潛伏感染的病害,病菌會危害莖蔓、葉片與果實,白政益翻起手機相簿,直言這並不是一種罕見的病菌,隨著黑色斑點慢慢擴大,植株只能連根拔起,且因為是透過空氣跟雨水散播,時常只要一個園區受害,鄰近的園區也躲不了厄運,「受感染的百香果連做成果汁都沒辦法,這對一年一獲的果農來說,等於辛苦都白費了。」

 

為了解決炭疽病所帶來的危害,工研院透過機能型生物炭系統,從有機、生態、循環等層面進行改善。李士畦分析,「生物炭表面除了分布著大小不一的孔洞,原始材料的高鹼特性並不容易讓微生物進駐繁殖,透過表面官能基的改質,益生菌能住進孔洞中,有了這個生存的保護傘載體,就有機會營造出土壤中的好菌群來抑制壞菌的生存,進而達到降低植物發生炭疽病的效果。簡單講,把土壤顧健康了,植物自然就能頭好壯壯。」

 

白政益引進ICM系統至今約有半年時間,他的果園不僅躲過炭疽病的侵擾,也能在氣候變遷的衝擊中掌握耕作時機點,面對未來,他開心表示,希望可以跟工研院一起為這套系統打造標準作業模式,快速地複製分享給其他果農,讓大家都可吃到碩大美味又健康安全的百香果。

 

乳牛3D體態辨識系統

智慧科技走進畜牧場 掌握乳牛完美體態

 

相信有不少人都是用鮮乳展開美好的一天,尤其是臺灣國產的鮮乳,每天現擠、新鮮配送,滴滴珍貴。臺南柳營酪農區全盛時期飼養面積高達327公頃,共有80多戶酪農,飼養乳牛達1.2萬餘頭,成為全國最大的酪農區及鮮乳產地,隨著進口乳製品的打入市場,臺灣酪農因成本高昂,競爭困難,有些牧場選擇退場,但仍有許多青農致力投入產業轉型。

 

牧場看似愜意閒適,其實工作極為繁重。以桂芳牧場為例,飼養3百多頭乳牛,每日早晚2次擠乳、仔牛餵養及照料、成牛拌料餵飼、牧場環境清潔等工作就忙不完,從早上4點忙到晚上10點,且多是勞動活,上年紀的人真是吃不消。

 

擲重金為乳牛打造豪宅

 

創立於1974年的「桂芳牧場」,第二代經營者曾仁瀚,大學雖就讀動物科學系,但對於電腦程式設計很有興趣的他,畢業後任職於北部的網路資訊業,後來因父親身體出狀況住院,牧場面臨後繼無人接管被迫關閉的命運,他毅然決然辭去科技新貴的光環,決定返鄉當起養牛人,爾後與獸醫師妻子傅芊純一起在牧場打拼。

 

夫妻兩人是少數擁有專業畜牧獸醫背景的酪農,在飼養管理上善用專業領域來思考,以玉米青貯作為牛隻混合飼糧,並搭配進口草與其他農副產物,造就出帶有果香清爽甜美風味的鮮奶,無論是生飲還是製成食品,都保留鮮乳的絕佳風味。

 

桂芳牧場引進工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」,在乳牛畜舍內導入非侵入式3D影像辨識技術,當乳牛經過感測通道時,就會自動進行3D體態及體型量測。

桂芳牧場引進工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」,在乳牛畜舍內導入非侵入式3D影像辨識技術,當乳牛經過感測通道時,就會自動進行3D體態及體型量測。

 

同時,在牧場經營導入「企業式管理」思維,不僅引進國內外自動化設備,並打造臺南柳營地區第一個牛隻廢棄物處理中心,為傳統牧場注入科技與永續的新觀念。另外,畜主不惜投入重本改善牧場硬體設備,打造乳牛專屬的豪宅,像是從紐西蘭引進外型好似旋轉木馬的圓盤式擠乳機,一次可容納25頭泌乳牛同時擠乳,轉1圈只需花費15分鐘就能擠好乳,除了減少人力作業負擔,在人員訓擠乳及工作能較簡單易上手,讓牛隻身處自在舒適的環境,擠出的乳汁更香醇;其次,使用自動化仔牛餵乳機器人,能藉由電腦精準計算小牛的每日成長所需的進食量,確保每頭小牛健康成長。

 

此外,在夏季桂芳牧場須特別注意乳牛群熱緊迫發生,在天氣最熱的中午時段前後,讓牛隻集中採用間歇式淋浴與吹風,讓牛隻有效降溫,減少熱緊迫發生。各項管理與科技的導入,讓酪農工作與生活得以平衡,並為人力缺口找到轉變契機。

 

智慧系統掌握乳牛3D體態

 

除了餵食、榨乳、清潔等工作外,還有一項重要工作就是觀察每隻乳牛的體態。乳牛體態評分(body condition score;BCS)是判斷乳牛健康的重要指標,特別是在乳牛轉換期的體型胖瘦,會影響泌乳早期的酮症發生率及泌乳高峰期的乳量。

 

傳統方式是目測巡檢,採人工紀錄經驗,不僅耗時多工,也難以聚焦體態異常之牛隻,無法即時提供牛隻健康照護及治療。為此,桂芳牧場引進工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」,在乳牛畜舍內導入非侵入式3D影像辨識技術,當乳牛經過感測通道時,就會自動進行3D體態及體型量測,包含體長、體寬、體高及體表面積,就好比人們做「INBODY」,身材好壞一目了然。

 

工研院智慧感測與系統科技中心執行長朱俊勳表示,在經濟部與農業部經費支持下,工研院與畜產試驗所研發合作,整合農工科技,開發乳牛3D體態辨識系統,這套系統結合專家經驗與AI分析,針對乳牛體態/體型進行辨識,建立數位化的國內乳牛體型資料庫,能減少牛隻的花色和牛體清潔度的影像之干擾,不但取代耗時耗力的人工量測,牧場管理者可根據3D影像辨識結果,精準判讀乳牛的胖瘦度分級,作為未來國內乳牛大數據統計分析資料庫的一環。

 

「乳牛3D體態辨識系統」結合專家經驗與AI分析,針對乳牛體態/體型進行辨識,建立數位化的國內乳牛體型資料庫。

「乳牛3D體態辨識系統」結合專家經驗與AI分析,針對乳牛體態/體型進行辨識,建立數位化的國內乳牛體型資料庫。

 

以飼養300多頭乳牛,平均日產量約5噸鮮乳的桂芳牧場為例,過去每天要安排1至2人,進行每日巡場檢查牛隻健康狀態,導入技術後,利用RFID感測器能清楚判定每頭牛隻身分,牛隻只要走進擠乳通道就完成每日體態健康檢測,省下來的人力更可專注在牛隻營養補給與照顧,讓牛隻產乳狀況更好。

 

臺灣酪農長期被視為辛苦又危險的產業,年輕人不願投入,高齡又做不動,造成人力短缺、畜養經驗斷層。桂芳牧場不僅創造了具備傳統與科技結合的典範,更受到全家便利商店與莊園級鮮乳坊的青睞,為臺灣酪農打下尊榮、優質的品牌價值,也為這片土地注入源源不絕的生命力。

 

想了解更多 科技漫遊  創生臺灣精彩報導,請看8月號工業技術與資訊月刊

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