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百年農業再進化 數位分身打造智慧新農
發佈日期:2021/12/07
類別:智慧服務
點閱次數:372

一、動機與挑戰:

百年農藝傳承危機 面臨定制化精準生產挑戰難以克服

台灣農藝名震全球,尤其水產養殖技術,有許多經驗豐富或具備農藝智慧的養殖老手,可以在極端氣候下,憑著自己的智慧調整養殖行為,維持高價值的養殖成效,然而在少子化的影響下,農藝智慧的傳承開始出現問題,目前養殖人員的平均年齡已經超過60歲,傳統的師徒制難以迅速大量進行農藝的教導,即將出現斷層,難以傳承接班。

據FAO(Food and Agriculture Organization of the United Nations,聯合國糧食及農業組織)2018年統計,養殖魚類的消費量已經超過捕撈的野生魚類,預估2030年,水產養殖將占人類消費魚類的三分之二。據多項科學研究報告顯示,2048年全球捕撈漁業可能面臨魚類資源枯竭捕不到魚的窘境,水產養殖業要增加2~3倍產量滿足市場需求的挑戰。

目前農業雖已有許多IoT大數據,但環境藏有太多不確定因素,如氣候變遷、作物成長表現、水質變化等,縱使具備大數據但仍得依靠農漁民自身經驗來判斷下一步種植、養殖行為,高度倚賴農漁民個別經驗智慧作管理,無法穩定供應一定品質、數量的作物,影響銷售端的分級銷售需求。

然而,台灣農漁業若要突破傳統,邁入高利潤的境界,定制化的精準生產合規農漁作物,是必然要走的方向,沒有智慧科技,那麼精準生產也就難以達成,因此如何在智慧科技的協助下,對達人的農藝知識進行保存、傳遞,成為百年農業的最大課題。

 

二、策略與方向

數位分身技術協助農民智慧數位化 產業合作帶動農漁產業轉型

資策會自2017年開始,嘗試導入「數位分身(Digital Twins)技術」,研究工匠智慧數位化傳承,發展以人為核心的人機虛實互動與協作,輔助人進行人機跨智工作,帶動數位分身跨智技術之產業發展服務生態系。

面對傳統農業的議題,「數位分身」也可以發揮作用,資策會從科技養殖開始著手,透過「數位分身」技術,將養殖達人的隱性知識顯性化、顯性知識數位化,保存優秀漁民的經驗智慧,來達到養殖智慧的傳承,並且把數位化的養殖智慧變成可以複製的模型,使智慧的擴散跨越數量與空間的限制,推動整個產業的升級。

具體來說,科技養殖數位分身的運作模式,首先針對特定養殖物種,例如白蝦、龍虎石斑等,透過學術專家、養殖達人的知識萃取,以及養殖現場的數位化,形成達人的數位分身,繼而在水質管理、成長管理等物種養殖作業項目提供作業建議,並將建議模式回饋至養殖設備,讓漁民可從數位分身系統去控制設備,並且依據結果來持續的優化建議模型,讓下一次的建議越來越好,如圖1所示。

圖1  科技養殖數位分身運作模式

資料來源:資策會,2020年

 

2020年臺鹽綠能結合資策會、新漢、雲豹能源科技與富碩國際興業等公司,於台南北門慈安里以2分地,建立了「養殖達人數位分身示範基地」,如圖2所示。以數位分身技術為基礎的智慧水產雲平台,搭配永續能源的魚電共生解決方案,協助當地漁民預警通報、養殖建議、與AIoT的設備監控,這樣的科技養殖方式,減少漁民30%人力投力,從平日所需6個人力的輪班減少只需4個人作業,南美白對蝦及珍珠龍膽石斑的存活率由10%、40%提升至50%、80%,縮短養殖時程,也讓產量翻倍,示範基地成立以來,階段性帶動100公頃魚塭型為科技養殖精準化生產模式。

圖2  養殖達人數位分身示範基地

資料來源:資策會,2020年

 

三、成效與價值創造

數位化保存與精進農藝技能 提高智慧新農的精準化生產能力

「數位分身技術」全球運用案例多在航太、製造業,只有台灣與荷蘭率先投入在智慧農業的應用研發,透過數位分身技術結合AIoT智慧物聯網精準監測,以水產養殖為例,將優秀養殖漁民及養殖場的管理作為進行分身建模,複製師匠級的養殖智慧,並轉換成管理指引,全程數據化的管理,讓品質可管控,再結合達人智慧來控制生產的規格,更有機會實現高價值、高品質、高效率的新價值。加上產銷履歷追溯,達到定期、定量、定質、定價的全新永續農業產銷生態系統,提升傳統農漁業的生產力及水產價值,更提升年輕人回鄉參與農漁業的誘因。

 

【成功關鍵】 透過AI數位轉型方法彰顯人的價值,建立生態標竿案例,解決農業傳承問題

 

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