相較於過去農(nóng)業(yè)自動化大多著重於機械化耕作，近年來市場關(guān)注的，多是用以抵禦環(huán)境變遷「環(huán)境控制農(nóng)業(yè)」為主要訴求；但在現(xiàn)階段相關(guān)技術(shù)仍在發(fā)展中的態(tài)勢，投入研發(fā)考量最適化的設(shè)備組合，似乎仍是目前階段最優(yōu)先項目。
所謂環(huán)境控制農(nóng)業(yè)（Environment Control Agriculture, ECA）指的是結(jié)合生物科技、機電整合以及農(nóng)業(yè)的知識，創(chuàng)造出一個「部份人為」生態(tài)環(huán)境，去除傳統(tǒng)露地農(nóng)業(yè)靠天吃飯的不利因素，讓農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)趨於穩(wěn)定。
自古以來，人類的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一直與大氣氣候密不可分。在人類文明尚無法與大自然對抗的時代，人類只能採取調(diào)適、避險的方式，因而觀天象、立天文、制定曆法，以尋找氣候變化的規(guī)律，在合宜的狀況下，進行農(nóng)業(yè)施作。
早期環(huán)控農(nóng)業(yè)的發(fā)展，主要針對隔熱材、自動化設(shè)備、光源種類與效率、空調(diào)設(shè)備效能等技術(shù)進行整合，形成以溫室為中心的「精緻農(nóng)業(yè)」面向。近年來亦針對包括光環(huán)境溫濕度控制、養(yǎng)液調(diào)整技術(shù)、排水技術(shù)、培地調(diào)整技術(shù)、培地容器技術(shù)、移動技術(shù)、整列技術(shù)、播種與收穫省力化技術(shù)等環(huán)境控制議題進行更精進的研究，這些研究的重點，主要針對產(chǎn)品品質(zhì)提升、生長促進、栽培環(huán)境最適化、收穫率提升以及病害預(yù)防等面向發(fā)展。
環(huán)境控制的最高強度作法，就是所謂的「植物工廠」。它可以說是透過完全掌控植物生長的因素，來建立作物可全年生產(chǎn)或計劃性生產(chǎn)的條件進行「耕作」的執(zhí)行模式，由於包括照明、空調(diào)、培養(yǎng)液及環(huán)境溫度等均被控制，說是農(nóng)作物的「工廠自動化」基本上並不為過。
因應(yīng)使用條件 操作必須再簡化
不過，相較於工業(yè)自動化的環(huán)境，在操作精緻農(nóng)業(yè)的業(yè)主多是終端使用者，加上每一種農(nóng)作物的生長環(huán)境均有特定的需求，因此無法以傳統(tǒng)標準化的工廠自動化系統(tǒng)直接導入。而像是溫室等精緻農(nóng)業(yè)發(fā)展，均有某些程度的「實驗性」牽扯其中，因此在系統(tǒng)的調(diào)校上必須給予較為彈性的自由度，以及在系統(tǒng)上必須呈現(xiàn)較完整及較針對性的現(xiàn)場資訊，才能符合業(yè)主「照顧」農(nóng)作物的獨特要求；而且大多數(shù)的業(yè)主並非是了解工業(yè)自動化的工程師，在系統(tǒng)控制及資訊呈現(xiàn)上必須「夠簡單」，讓業(yè)主可以直接進行系統(tǒng)調(diào)整，以配合農(nóng)作物的生長狀況。
| 圖1 : 精緻農(nóng)業(yè)在自動化的要求上，對於「資料」的傳遞及整理需求絕對高於控制面向。（Source: Daily Free Press） |
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在控制及資訊傳遞上，相較於工業(yè)自動化，精緻農(nóng)業(yè)在自動化的要求上，對於「資料」的傳遞及整理需求絕對高於控制面向，因此在感測器的整合上需要更多的資源投入，I/O介面的整合就是一項重點；除此之外，從精緻農(nóng)業(yè)乃至於植物工廠對於資訊的需求極高，包括數(shù)值與變化的資訊整合均「看得很細」，因此透過軟體介面完整呈現(xiàn)，也是重要的課題。
另一方面，以美、澳等國為中心的大規(guī)模農(nóng)業(yè)型態(tài)，也是近期環(huán)控農(nóng)業(yè)關(guān)注的另一個重點面向。由於如此耕作模式的特色在於範圍大，自然在人力上無法提供像一般亞洲型集約農(nóng)業(yè)的密度，但為了完整監(jiān)控作物的生長狀況，自然需要透過自動化設(shè)備來補足人力的影響，這類大規(guī)模農(nóng)業(yè)的導入自動化系統(tǒng)的重點，主要在於環(huán)境系統(tǒng)的感知與遠端設(shè)備的開關(guān)控制。
長時間評估差異化需求
在距離遠、範圍廣的環(huán)境之下，系統(tǒng)的感知與監(jiān)控最重要的重點就在於通訊，當然在成本的考量下，資訊透過無線管道傳輸?shù)拇_具有較大優(yōu)勢，由於這類系統(tǒng)多是較為粗放的耕作方式，自然在精確度上的要求較具彈性，在設(shè)備規(guī)劃方面相較於精緻農(nóng)業(yè)上簡單，強調(diào)的重點就比較考慮在耐候、省電、長時間運作等穩(wěn)定性的要求。
| 圖2 : 溫室等精緻農(nóng)業(yè)發(fā)展，均有某些程度的「實驗性」。（Source: Mucci Farms） |
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大規(guī)模農(nóng)業(yè)在系統(tǒng)環(huán)境的要求上，由於在地點上的先天限制必須負擔較大的環(huán)境，以及建置在室外環(huán)境，對於耐候性及防水的確有較高的要求；同樣的，由於設(shè)備及農(nóng)作環(huán)境仍建置於室外，在人力無法兼顧的情況下，對於設(shè)備及作物的防盜要求也較高，因此在設(shè)備的保全及整合類似CCTV等遠端監(jiān)控系統(tǒng)，也成為規(guī)畫的重點面向。
除了系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性需求，由於大規(guī)模農(nóng)業(yè)的重點在於資訊的傳遞，系統(tǒng)在控制處理及運算上的容忍度較高，因此設(shè)備並不需要強力系統(tǒng)處理及控制能力，重點在於涵蓋面廣泛的需求；除此之外，大規(guī)模農(nóng)業(yè)在耕作程序的要求上，由於環(huán)境變化並不激烈，毋需隨時因應(yīng)變化進行處置，因此透過簡易排程進行施作即可達到目的。
但不論是精緻農(nóng)業(yè)或大規(guī)模耕作，基本上對應(yīng)到的「人」均與傳統(tǒng)工業(yè)自動化有一定的距離，在推廣的過程中對於接受產(chǎn)品的認知也有限，因此普遍信任度較為缺乏；除此之外，在農(nóng)業(yè)逐步自動化的過程中，因為農(nóng)作有成長期，並不像工業(yè)生產(chǎn)線可以直接看到導入成果，同時被環(huán)境干擾的機會也較大，因此對於導入自動化設(shè)備的觀察與評估期也較長，沒有三到六個月絕對看不出效果。
環(huán)控農(nóng)業(yè)在全世界的應(yīng)用，的確已證實其為可行的技術(shù)，其成敗關(guān)鍵應(yīng)是在經(jīng)濟效益上之評估及需充份瞭解其因地制宜的特性。結(jié)構(gòu)、資材如此，環(huán)控設(shè)備與策略亦然，尤其是「節(jié)能」議題，更是農(nóng)業(yè)自動化能否成功的關(guān)鍵。在技術(shù)快速發(fā)展之下，或許在不遠的未來可預(yù)見，農(nóng)業(yè)自動化這項技術(shù)已成為解決糧食議題的重要利器，但現(xiàn)階段相關(guān)技術(shù)仍在發(fā)展中的態(tài)勢，投入研發(fā)考量最適化的設(shè)備組合，似乎仍是目前階段最優(yōu)先項目。
刊頭圖（Source:Cisco）
