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2021智慧城市展,智慧物聯網整合大躍進

2021智慧城市展於3月23日至3月26日在南港展覽館盛大展出!隨著第五代通訊技術(5th generation wireless systems, 5G)於2020年下半年正式商轉,大頻寬、高速率、低延遲、大連結的特性,為數位時代帶來多元智慧應用的無限想像,更帶動物聯網(Internet of Things, IoT)的蓬勃發展,本次展覽主軸以智慧物聯網引領智慧城市再升級(AIoT Invigorates Smart City)開展,結合大數據及各項物聯網設備多元應用,涵蓋智慧交通、智慧醫療、智慧建築、智慧防災、智慧政府…等各項議題,本期電子報將帶領讀者一窺智慧城市展上農業資通訊技術創新應用方案,並同時帶來國外相關技術應用實例參照。

自動駕駛農業應用

本次展會中智慧交通、自駕車、無人飛行載具技術的發展成為一大亮點,近年來國內外研究團隊與農機業者也應用相關技術於農業領域中,積極開發各式智慧型省力農機,以進行高效率農務工作,以克服勞動力衰退、專業農業勞動人口培養不易的困境。

其中無人飛行載具高機動性的特色,更拓展了公共服務的更多可能性,本次展會上就展出了包含公共設施巡檢、交通、治安服務等各項無人機應用,而在農業領域上除了常見的農藥噴灑外,隨著極端氣候來臨,災害救援與判釋的需求也日益增加,結合地理資訊系統、人工智慧、多光譜應用等技術服務,也能夠大幅提升農業服務作業效能。(註:可參考第56期電子報-無人飛行載具航拍影像分析在香蕉植株勘災保險之應用)

圖1:環境、災害巡檢用無人機展示

而在水田間駕駛插秧機,常須面對多數水田並非四方平整,作業過程中又得考量縱橫向的平直,想把秧苗插得又直又穩,就得仰賴經驗豐富的駕駛,然僅依賴肉眼判斷容易造成視覺偏差,導致作業誤差。而本次展會中介紹一款可以直接安裝於市面上多數型號曳引機的農機自動駕駛系統,這套系統包含車載螢幕、電動方向盤、姿態傳感器等設備,搭配實時動態技術(Real Time Kinematic, RTK)進行精準定位、自動導航系統規劃最佳路徑、姿態傳感器接收車體變化調整齒耙,能夠使曳引機進行自動化高精度直線行駛,誤差值可小於±2.5mm,可以協助農民在耕作、插秧、收穫等各式曳引機作業中更為智慧、精準的操控,具展場資料目前在雲林、台南、花東一帶有農機業者導入此系統應用於田間作業。

圖2:應用自動駕駛系統導入曳引機作業圖

而在國外,也有許多業者同樣利用自動駕駛技術開發智慧農機,投入果樹栽培領域中,因果樹栽培對勞動力的需求多為季節性需求,且集中於採果時期,然因勞動力衰退,季節性移工成本日益攀升,再加上2020年適逢Covid-19疫情肆虐,季節性移工招募更為困難,進一步導致農民生產人力成本大幅增加。以色列一家農業科技新創公司打造了一台全自動駕駛收穫機器人,整合了包含自動駕駛、機器視覺、無人機等技術應用,透過影像辨識技術發展智能攝影機,判釋果實位置、成熟度並透過AI進行自動分析與篩選,同步連結自動駕駛車輛透過自動導航系統規劃最佳路徑移動至果樹旁,接著啟動機械手臂自動摘取果實,達成果實全自動收穫,同時間農民可透過手機APP即時掌握採收重量與進度,目前可用於蘋果、水梨、酪梨等採收作業,預計將逐步進行商業化推廣,提供低成本、高靈活性的採收服務作業。

圖3:全自動駕駛收穫機器人作業圖

掌握氣象,掌握農務方向

隨著全球氣候變遷加劇,農業栽培管理上也面臨更為險峻的挑戰,氣象預報已成為每個農夫上工前必備的資訊之一,然而由中央氣象局提供的天氣預報皆以鄉鎮為最小單位,服務對象為大眾,沒有針對小規模田間農業氣象變化、同一鄉鎮內山區與平地氣象差異進行預測資料提供,難以滿足所有農民對於天氣預報的需求,面對這樣的需求,於官方層面除了有農業委員會農業試驗所積極拓展農業氣象站,而民間也有許多資通訊業者發展應用物聯網監測設備系統,蒐集田間大數據,發展農民微氣象監測資訊服務。

本次展會上擁有專業氣象預報業務許可的新創團隊展示了一款結合太陽能獨立發電、旋轉式田間影像定時拍攝設備、土壤監測設備、溫溼度計的田間監測設備系統,能夠忠實紀錄田間環境、氣象變化數據,並採用窄頻物聯網(Narrowband Internet of Things, NB-IoT)傳輸技術將數據回傳雲端系統,整合氣象局歷史觀測資料,透過氣象專家進行數據比對與預報分析,產製專屬於每塊農田的微氣象資料,同時間透過APP推播提供農民極短期降雨預警、即時天氣警報、中長期氣象預報等資訊服務,並結合農務紀錄排程管理系統,協助農民依照氣候狀況安排農務工作,降低因氣候變化導致之農務損失、強化農務管理,如:可依降雨、風速預測,調整藥劑噴灑策略,降低無效農務等作業支出,或依照高溫變化預警及早進行病蟲害預防,開拓農業氣象資訊應用服務模式。

圖4:田間環境與氣象監測設備展示

為期四天的展會,吸引許多民眾、資通訊業者、研究機構與政府單位參與盛會,更看見公私部門間積極導入資通訊設備與技術,拓展各項資通訊智慧服務,本期電子報摘錄展會中農業資通訊技術相關應用案例及國外發展案例進行分享。未來將持續為大家掌握國內外農業科技展最新消息,分享更多創新農業科技資訊,以期推動農業資通訊技術跨域合作、強化農業知識整合應用,創造貼近農民、農企業需求之服務模式,帶動整體產業發展。


參考資料:


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