「給未來農業之人造植物內生菌」 勇奪國際遺傳工程機器設計競賽金牌

把玩具變工具 隱身在土木工程系裡的智慧農業研發中心

稿源：2022-01-23/農傳媒/鍾慧元

嘉南平原是臺灣的重要糧倉，8月份的臺南下營地區，是一畦又一畦稻浪翻飛的翠綠海洋。朗朗藍天下發出轟轟螺旋槳聲音的不是直升機，而是可以遙控精準定位、穩定飛行噴灑農藥的無人機。隨著農業機具的進步，這番景象已不再罕見，「因為無人機的風壓、GPS定位和霧化效果，能讓農藥更均勻地撒布在植株上，減少農藥使用量，」臺灣第一個自行研發農用無人機（俗稱植保機）的團隊、擎壤公司的創辦人陳恆燈說。

工程思維與技術可以帶農業升級
與擎壤合作的農企業、臺南弘昌碾米公司的曾耀彬經理則表示，「植保機進來，我覺得不管對農企業還是農民來說，都是利多。先是噴藥，以後肥料也可以一起進來。其實這些在地的農民都有需求，尤其在灑肥料的時候；還有連續下雨時，有些老農民根本很難走下去田裡。」因此弘昌大力支持由成大學生創辦的擎壤公司，慷慨地借出場地做為植保機飛手的飛行訓練場地，也將部分契作的田區委託擎壤進行連工帶料的農藥代噴。這樣不但可以降低農藥用量及成本，也能夠養護土地，維持契作田區的稻穀品質。

「無人機還有很多可以延伸出去的應用，」陳恆燈說，「中興大學有個團隊，他們利用無人機蒐集水稻生長的資訊，去看生長情況、株高、顏色、含水量。我們希望能夠把這個決策機制引進來，因為我們有飛機（植保機）這個好工具做鏈結，若是能夠購買中興大學的資料，就可以直接知道每塊田區的生長狀況、哪邊需要補肥料、補噴藥。作業起來更節省時間。」

這個持續蒐集作物生長資料的中興大學團隊，是來自工學院土木工程系楊明德院長帶領的「AIPal你的農業好夥伴」團隊。「因為中興大學是以農起家的，藉由工學院和農學院合作，把工程的思維與技術帶進農業，讓農業可以升級。」楊明德院長說。

氣候變遷下的農業更需「現代手段」
近年來，全球極端氣候益發常見，首當其衝的就是農業部門，糧食生產牽涉國家安全與民生，劇烈的天候變化，讓農民無法完全仰賴經驗判斷耕種或收割的時機，農損更是屢創新高。「我們面對的耕作環境會越來越嚴峻，如果沒有更好的sensor（感測器）或方法以掌握現狀、用有效率的方式耕作，未來要養這麼多人就會有困難。」楊明德院長說。讓農業升級、用更有效率的方法、以更少的農地、肥料與農藥種出產量不減的糧食，是他們最想做到的事。

「水稻不只是臺灣最重要的安全糧食，也是自動化程度最高的農作物，」楊院長說：「從整地、插秧到施肥都可以用機械代勞，所以我們先從水稻耕作開始引入AI。」但從校園出發的研究與技術，在整個發展過程中仍需持續不斷地探索跟修正，最終能進入田間、真正成為實用技術的，說百中選一也不為過。

「其實我們對水稻每個生長階段都有研究，從插秧開始，就用無人機拍攝，再配合AI辨識，可以追蹤每一棵秧苗的生長。從生長、施肥到收成，我們都有各種AI應用技術。只是對農民來說，目前他們覺得最需要的是穀粒含水量檢測這一項。」楊院長說。

所以當楊院長指導的博士候選人「大Q」許鈺群把AIPal團隊研發的「水稻小幫手」拍照設備交給弘昌曾耀彬經理的時候，曾耀彬十分開心：「這個很實用啊。有了這個，我就不用一根一根拆了。」

土木系有哪些特異功能？
在中興大學混凝土大樓的教室裡，許鈺群解釋了為什麼土木工程系開發的工具可以協助農友，「我們是土木系的測量資訊組，做的是遙感探測，也就是以不接觸物體的方式探測物體的狀況。感測器可以有很多種，不一定是無人機，也可以是衛星、手機，只要是不接觸物體、從遠端量測的都是。農業上其實有很多這類議題，像是利用多光譜影像去判斷作物的生長狀況。而我們做的就是把影像辨識技術跟農業結合。」許鈺群說。