隨著產業結構快速變遷，農業就業人口面臨逐漸衰退的情況，2020年起至今又逢Covid-19疫情的影響，各國推出嚴格的邊境管制措施，導致跨國性農業勞動力、季節性農業勞動力移動受阻，造成如澳洲、日本、歐盟等各國皆出現農業勞動力嚴重不足的困境，造成許多待採收的作物只能直接耕鋤，導致巨額的經濟損失。而隨著科技日新月異的發展，結合不同科技設備打造出各式各樣的農業機器人，被賦予厚望能夠有效解決人力不足的困境，而根據來自印度的市場調查研究公司Research Dive更指出，2018年全球農業機器人市場規模為40.8億美元，每年將以19.2%的複合成長率快速躍進，預計2026年全球市場規模將達到166.4億美元以上，顯示出農業機器人發展的龐大市場利基。因此，本期電子報將為各位讀者鎖定作物管理上，國內外農業機器人多元應用的相關案例，以期帶給讀者農業領域導入機器人技術的創新發想，深化我國農業發展實力。

雜草管理面面觀

雜草管理是農務作業上重要一環，傳統作業上多採噴灑除草劑的方式進行，雖然為一成本低廉的雜草管理方式，但傳統作業上難以精準噴灑，時常噴灑至裸露的土表上，加上習慣過量施藥將徒增成本支出，更容易造成土表流失、生態破壞，甚至自身健康安全疑慮等，如果能精準判釋雜草，再進行噴灑作業將全面提升用藥的安全與效率。加拿大的農業無人機公司Precision AI，便結合了機器視覺技術與無人機高機動性的特性，透過蒐集大量的雜草影像，經過專家的分類與判釋，建構雜草大數據影像資料庫，並透過AI進行辨識模組的訓練，於無人機上搭載攝影機與噴灑器，能夠在辨識目標雜草後，啟動噴灑器進行特定劑量的藥劑噴灑，經實證能夠有效減少95%除草劑使用量，在大規模的農場達成每英畝降低52美元的成本支出，有效降低化學藥劑的使用與減少營運成本。

而除了慣行農業上透過更為智慧的方式，輔助農民進行雜草管理外，有機栽培的發展也隨著消費意識的改變逐漸成長，然而有機栽培標榜不使用化學農藥，更需要農夫投入更多生產成本，以進行良好的雜草管理。而西雅圖的農業科技公司Carbon Robotics設計了一款專為200英畝以上的大範圍大田作物區的地面型除草機器人，透過機器人上搭載的GPS系統，進行田間路徑的自動規劃作業，整合激光雷射技術的應用，利用搭載高分辨率的相機在行駛過程中精準辨識目標雜草樣態與生長位置，並啟動高功率激光雷射，透過熱能破壞雜草的莖桿，達成阻擋生長激素以及養分的傳輸通道，使其自然死亡，卻不會對土壤留下有害殘留物質，且每天的作業面積可達15-20英畝，能夠有效取代傳統人工作業，提供有機農業管理的新路徑。

植物渴不渴、蟲害一把抓

而台灣處於高溫、高濕的亞熱帶氣候，作物容易遭受病蟲害的侵擾，且同樣面臨人口老化、勞動力不足的困境，農業機器人的導入，將有機會解決缺工困境。嘉義大學艾群校長整合了校內生物機械工程、資訊管理、植物醫學、園藝等專業團隊，投入高經濟作物-甜椒栽培植保機器人的開發，透過蒐集大量的甜椒病蟲害影像資料庫，結合病蟲害專家標示影像，利用AI深度學習技術，結合機器人六軸手臂與FasterR-CNN影像辨識技術，打造能夠辨識作物病蟲害的溫室植保機器人，能夠自動巡視設施農園，並偵測作物是否缺水，以啟動自動灑水、辨識葉片上是否有病蟲害，以啟動精準施藥，目前嘉義大學團隊已完成原型機的開發，根據實驗證實，可有效辨識並防治薊馬、蟎類害蟲，隨著更多病蟲害資料庫的建立，整合機電產業應用，將有機會開發出適應不同作物環境的植保機器人，解決農業發展困境。

採收好幫手

在草莓採收管理上，果實容易碰撞造成損耗，導入機器人應用的難度更高，過往有許多農業科技公司嘗試導入3D視覺技術進行果實成熟度的判斷，結合機械手臂、客製化夾爪等技術，進行自動採收，然現階段而仍無法精準判釋果實的成熟度，並且確保採摘的同時不能傷害到作物，以及受限成本考量，難以商品化。加州是美國草莓最主要的產地，當地的農業機器人新創公司Ag Pro Robotics，則將目標放在減少工人的步行勞動力成本，結合GPS導航、自動跟隨感測、太陽能發電等技術，打造了一款半自動草莓採收輔助機械，能夠自動跟隨採收工人的移動，使工人專注於採收作業上，有效節省18-35%的勞力成本，協助工人於相同時間內多採收15-20%的土地，提升管理作業效能。

農業的發展隨著各項技術的精進，從把「人當機器用」的勞力密集、技術密集的產業結構，積極走向把「機器當人用」的知識密集、自動化、智慧化的產業願景。從本期介紹機器人與各項輔助技術的開發與導入應用，希望帶領讀者看見的不只是機器人本體，更是背後農業知識的累積與數位轉化帶給農業應用的無限想像，以期克服農業發展困境，全面提升農產業競爭力。

參考資料：