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【智慧農業專題】開發採收機器人,改善農業困境

作者:葉佳錚

農業是人力密集的產業,對於少子化與高齡化現象的國家來說,「人力短缺」正是影響農業發展的一大阻礙,因此,近年來也有許多Maker從科技的角度切入並開發出採收機器人,期望能改善農民缺工的問題的同時,也提升農業自動化技術。

採收機器人介紹

採收機器人主要的技術包含:自走車(導航、定位)、機器視覺(果實空間XYZ位置、果實成熟度)、機器手臂(摘取、置放)等,藉由機器人技術的發展來協助農民減少繁重的勞動工作,目前有許多機器人也導入技術來處理環境溫濕度、陽光、土壤水分等資訊,以輔助農民進行農事管理。

甜椒植保機器人

為了解決甜椒農藥使用過量而造成環境汙染問題,嘉義大學校長率領生物機電工程學系的學生開發出「甜椒栽培植保機器人」。過往農民在噴灑農藥時都要穿很多層的防護衣,來避免皮膚受到腐蝕、受傷,況且農民也很難辨識出病蟲害的種類,因此經常大量噴灑農藥以預防甜椒受到侵害,而這樣的行為也造成過多農藥殘留的問題。

嘉義大學將各種病蟲害拍成照片,並利用機器人所搭載的人工智慧,對1400張進行深度學習,使機器人透過自動搜尋到病蟲害及噴灑農藥,減少農藥的使用量。機器人上方的鏡頭可以掃描甜椒的葉片、果實,將取得的影像圖檔傳輸到後台後,機器人便可進行辨識分析,一旦系統發現某一片葉片缺水或受到病蟲侵害,設有清水與農藥的六軸機械手臂,就會精準地啟動噴頭,朝葉片進行澆水、噴藥,達到甜椒補充水份、去除病蟲的效果。

https://www.youtube.com/watch?v=T23ix3UTu5I&feature=emb_title

過去茶葉的採收方式大多為兩名茶農共同將一機械刀具扛起至茶樹上方,並面對面同步橫向移動以進行採收,一人施力約6公斤重,另一人則是9公斤重以調整機器。為降低人力資源的運用,國立台灣大學機器人與醫療機電實驗室耗時一年,並研發出搭載深度相機的採收機器人,能偵測茶道與農民的距離,進而保持與人等速的行為,適時地協助茶農採收茶葉,而茶葉採收機器人也能利用光學雷達的方式,掃描茶園周環的環境,成功避開障礙物。

此外,茶葉採收機器人也設有人機介面,載具上的螢幕能即時顯示機器人目前運作的狀況,並透過裝置連結智慧型手機,讓茶農可以隨時藉由手機對茶葉採收機器人下達轉彎或關機等指令。

結語

隨著高科技的發展,人們正利用人工智慧、創造機器人來改變世界,目前台灣也有開源農業平台FarmBot Taiwan User Group(FBTUG)持續關注台灣農業,並藉由各方的力量、努力開發出更多改善的工具,相信在不久的將來,將會改善更多的農業問題,創造出更多的產值。

(責任編輯:葉佳錚)

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