2020-01-10 新北市中心閒置戶外教室 搖身一變成AI智慧農場

走進板橋中華電信學院,步行繞到主建築綜合大樓後面,映入眼簾卻別有另一番天地。一袋又一袋的袋裝土壤整齊排列、綠油油的薑黃葉片閃閃發亮向上生長,呈現都市難得一見的田園景色。但圓弧狀的高架燈管、感測器、捕蟲罐等設施景觀,似乎又和印象中傳統耕種方式有點不同,多了點尖端科技感。

 

霎時間,撒水系統自動啟動噴撒,有時紫外線燈管自動啟動補光,燈管下自動噴灑生物抑制劑,原來這個秘境是全自動化的智慧農場,很難想像三個月前這裡還是一塊閒置的戶外階梯教室。階梯教室內擺設羅丹(Auguste Rodin)著名作品「沉思者」(Le Penseur)雕像造景,因此這個農場命名為「羅丹智慧農場」,是中華電信與交通大學新創公司農譯(AgriTalk)合作下的結晶。

 

當農場落成時,我望著前面這片美麗的田園景色,再回頭望著「苦瓜臉」沉思者,不禁陪著苦笑。

 

沉思者最早是羅丹安置在群雕「地獄之門」橫楣上的一座銅雕。這個雕像描述的是偉大詩人但丁(Dante Alighieri)在地獄的門前構思詩句。但丁構思詩句,完成《地獄》巨著,而三年前我設計及實作AgriTalk物聯網設備時,則如同走入地獄,煎熬了好幾趟。最初用Arduino和樹莓派3(Raspberry Pi 3),在田間惡劣環境天打雷劈幾次就壞掉了。直到我請廣達的張嘉淵兄幫忙,採用新唐(nuvoton)的控制晶片(MCU)量產了田間感測器QoFA之後,才練成金剛不壞之身,能在惡劣氣候正常運作。

 

我和陳文亮及林勻蔚教授設計田間感測器時,設定的目標是,農夫操作這套系統,必須像換燈泡一般容易。而「羅丹智慧農場」的打造,正要告訴新世代農民,有機無毒種植也可以很簡單。運用高科技,種植薑黃也可以如此輕鬆,打造科技農場是可以立即實現的夢想。

 

「羅丹智慧農場」的誕生,源於中華電信學院洪維國院長的願望,想在學院打造智慧農業示範農場,向農民介紹物聯網與人工智慧可以如何協助農業,輕鬆打造安全無毒的農作物生長環境。洪院長找我討論,希望透過智慧農業技術,大幅降低農業門檻,為返鄉青農創造新一代務農環境,協助推廣農民種植無毒高經濟作物、創造收入,同時保障食安。因此構想建置示範農場,主要用途是培訓人才,要透過實際田園實作體驗,培育有機農業生力軍。

 

洪院長基於人與土地和平共處的概念,高標準的要求打造以「無毒、有機」為前提的智慧農業。在此前提下,我們很努力地建置一個智慧農業系統,透過插在土中感測器蒐集的資料,送回到中華電信的雲端伺服器,分析土壤與含水量,達成自動精準施肥和澆水的「智慧耕種」,解決水分、光線、溫度、蟲害、病害與土壤肥力等常見的農業問題,以實現更精準的智慧耕種。例如傳統農業高度依賴使用化學農藥,是因為農藥除蟲害效果「快速」。而AgriTalk透過偵測收集與人工智慧分析田間數據,即可以有效預測病蟲害的可能性,避免農藥的「快速」需求,而可以提前預測並施用安全無毒的生物抑制劑,一樣達成病蟲害防治的效果。

 

「羅丹智慧農場」的薑黃種植技術打破了原本種1年休3年的農收模式,可以每年持續耕種、土壤不會酸化。栽種出來的「AI薑黃」薑黃素高達一般的5倍,並且通過SGS各項檢驗,無重金屬、無毒、無農藥,成果超越一般傳統種植法。

 

羅丹說:「如果你明智地運用經驗,做任何事都不會浪費時間 (Nothing is a waste of time if you use the experience wisely)」。智慧農業就是如此。羅丹農場將老農的經驗轉換成人工智慧的預測,產生出AI薑黃。而沉思者則默默地守護羅丹農場,見證AI薑黃的成長。智慧農業應該大家一起來做,AgriTalk的技術也不應該弊帚自珍。我們將所有技術詳細公開在下列論文,希望能為農業聊盡棉薄之力,能讓更多人為無毒有機農業打拼。