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新北市中心闲置户外教室 摇身一变成AI智能农场

  • 林一平

中华电信的智能农场,可说是智能农业的新典范。林一平提供

走进板桥中华电信学院,步行绕到主建筑综合大楼后面,映入眼帘却别有另一番天地。一袋又一袋的袋装土壤整齐排列、绿油油的姜黄叶片闪闪发亮向上生长,呈现都市难得一见的田园景色。但圆弧状的高架灯管、传感器、捕虫罐等设施景观,似乎又和印象中传统耕种方式有点不同,多了点尖端科技感。

霎时间,撒水系统自动启动喷撒,有时紫外线灯管自动启动补光,灯管下自动喷洒生物抑制剂,原来这个秘境是全自动化的智能农场,很难想象三个月前这里还是一块闲置的户外阶梯教室。阶梯教室内摆设罗丹(Auguste Rodin)著名作品「沉思者」(Le Penseur)雕像造景,因此这个农场命名为「罗丹智能农场」,是中华电信与交通大学新创公司农译(AgriTalk)合作下的结晶。

当农场落成时,我望着前面这片美丽的田园景色,再回头望着「苦瓜脸」沉思者,不禁陪著苦笑。

沉思者最早是罗丹安置在群雕「地狱之门」横楣上的一座铜雕。这个雕像描述的是伟大诗人但丁(Dante Alighieri)在地狱的门前构思诗句。但丁构思诗句,完成《地狱》巨著,而三年前我设计及实作AgriTalk物联网设备时,则如同走入地狱,煎熬了好几趟。最初用Arduino和树莓派3(Raspberry Pi 3),在田间恶劣环境天打雷劈几次就坏掉了。直到我请广达的张嘉渊兄帮忙,采用新唐(nuvoton)的控制芯片(MCU)量产了田间传感器QoFA之后,才练成金刚不坏之身,能在恶劣气候正常运行。

我和陈文亮及林匀蔚教授设计田间传感器时,设定的目标是,农夫操作这套系统,必须像换灯泡一般容易。而「罗丹智能农场」的打造,正要告诉新世代农民,有机无毒种植也可以很简单。运用高科技,种植姜黄也可以如此轻松,打造科技农场是可以立即实现的梦想。

「罗丹智能农场」的诞生,源于中华电信学院洪维国院长的愿望,想在学院打造智能农业示范农场,向农民介绍物联网与人工智能可以如何协助农业,轻松打造安全无毒的农作物生长环境。洪院长找我讨论,希望透过智能农业技术,大幅降低农业门槛,为返乡青农创造新一代务农环境,协助推广农民种植无毒高经济作物、创造收入,同时保障食安。因此构想建置示范农场,主要用途是培训人才,要透过实际田园实作体验,培育有机农业生力军。

洪院长基于人与土地和平共处的概念,高标准的要求打造以「无毒、有机」为前提的智能农业。在此前提下,我们很努力地建置一个智能农业系统,透过插在土中传感器搜集的资料,送回到中华电信的云端服务器,分析土壤与含水量,达成自动精准施肥和浇水的「智能耕种」,解决水分、光线、温度、虫害、病害与土壤肥力等常见的农业问题,以实现更精准的智能耕种。例如传统农业高度依赖使用化学农药,是因为农药除虫害效果「快速」。而AgriTalk透过侦测收集与人工智能分析田间数据,即可以有效预测病虫害的可能性,避免农药的「快速」需求,而可以提前预测并施用安全无毒的生物抑制剂,一样达成病虫害防治的效果。

「罗丹智能农场」的姜黄种植技术打破了原本种1年休3年的农收模式,可以每年持续耕种、土壤不会酸化。栽种出来的「AI姜黄」姜黄素高达一般的5倍,并且通过SGS各项检验,无重金属、无毒、无农药,成果超越一般传统种植法。

罗丹说:「如果你明智地运用经验,做任何事都不会浪费时间 (Nothing is a waste of time if you use the experience wisely)」。智能农业就是如此。罗丹农场将老农的经验转换成人工智能的预测,产生出AI姜黄。而沉思者则默默地守护罗丹农场,见证AI姜黄的成长。智能农业应该大家一起来做,AgriTalk的技术也不应该弊帚自珍。我们将所有技术详细公开在下列论文,希望能为农业聊尽棉薄之力,能让更多人为无毒有机农业打拼。

现为交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、行动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,著有<闪文集>、<大桥骤雨>。