行政院主計總處發(fā)布國情統(tǒng)計，110年臺灣農(nóng)林漁牧業(yè)就業(yè)人口達54.2萬人，較109年減少1.1%(約0.6萬人)；主計總處每5年舉辦的農(nóng)林漁牧業(yè)普查資料顯示，109年農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理者平均年齡約64.4歲，顯見從農(nóng)人口持續(xù)老化，從農(nóng)家數(shù)也減至69.3萬。

農(nóng)委會資料則顯示，臺灣漁業(yè)從業(yè)人口約34.7萬人(含3.5萬名外籍船員)，從業(yè)人數(shù)逐年降低。前述數(shù)據(jù)突顯臺灣農(nóng)林漁牧從業(yè)者逐年減少、人口老化及人力斷層等問題。隨著政府積極推動青年回鄉(xiāng)等相關(guān)計畫搭配獎勵措施，前述問題出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，除了政策支持與推動，智慧農(nóng)業(yè)也發(fā)揮關(guān)鍵助力。

圖一 : 110年臺灣農(nóng)林漁牧業(yè)就業(yè)人口較109年減少1.1%。(source：行政院主計總處)

智慧化席捲各級產(chǎn)業(yè) 帶動農(nóng)漁智慧生產(chǎn)模式

網(wǎng)路與數(shù)位科技日新月異，人工智慧(AI)、人工智慧物聯(lián)網(wǎng) (AIoT)、大數(shù)據(jù)(Big Data)、感測觀念與技術(shù)都可以導(dǎo)入農(nóng)漁等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，比方農(nóng)機具等農(nóng)業(yè)設(shè)施、土壤及作物導(dǎo)入感測元件(如環(huán)境感測、生物感測及影像辨識等)，結(jié)合無線通訊技術(shù)，可以將蒐集擷取到的各項數(shù)據(jù)(如光度、溫溼度、二氧化碳濃度、土質(zhì)、蟲害等)上傳至雲(yún)端資料庫進行複雜的資料分析，甚至透過各種智慧APP落實農(nóng)漁產(chǎn)品溯源追蹤。

針對傳統(tǒng)農(nóng)漁民較不擅長的行銷與銷售部分，也可以透過市場需求與商情資料整合，透過大數(shù)據(jù)做資料探勘、整合及分析，得出有價值的經(jīng)營、銷售、行銷數(shù)據(jù)，進一步產(chǎn)生有效產(chǎn)銷規(guī)劃、生產(chǎn)管理、人員配置及顧客服務(wù)等決策，獲得智慧監(jiān)控、智慧產(chǎn)銷等效益，這些科技操作與使用對於青年農(nóng)漁經(jīng)營者來說相當(dāng)輕鬆易學(xué)，可以大幅降低農(nóng)漁作業(yè)負擔(dān)、勞動需求及各項成本支出。

行政院農(nóng)委會積極推動智慧農(nóng)業(yè)計畫，主軸為「智慧生產(chǎn)」與「數(shù)位服務(wù)」，以現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式為基礎(chǔ)，搭配省工省力機械設(shè)備、輔具及感測元件的研發(fā)應(yīng)用，並導(dǎo)入跨領(lǐng)域資通訊技術(shù)(ICT)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、大數(shù)據(jù)(Big Data)分析、區(qū)塊鏈(Block Chain) 等前瞻技術(shù)，透過智慧化生產(chǎn)管理提升農(nóng)業(yè)整體生產(chǎn)效率與量能，藉由物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)建構(gòu)主動式全方位農(nóng)業(yè)消費/服務(wù)平臺，結(jié)合效率、安全、低風(fēng)險特性，打造智慧農(nóng)業(yè)新時代。

圖二 : 智慧農(nóng)業(yè)三大策略。(Source：農(nóng)委會)

AIoT結(jié)合大數(shù)據(jù)強化農(nóng)漁智慧生產(chǎn)模式

以數(shù)位科技翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)產(chǎn)銷模式，相關(guān)策略與技術(shù)模式可以廣泛應(yīng)用於農(nóng)漁業(yè)。以農(nóng)業(yè)來說，農(nóng)作物的病蟲害防治管理極為重要。過去，農(nóng)業(yè)經(jīng)營者在得知作物出現(xiàn)病蟲害時不一定能亡羊補牢，財損難以估計，從作物出現(xiàn)異常、檢體採樣、送鑑定單位培養(yǎng)檢驗往往曠日廢時，失去防治先機。高雄區(qū)農(nóng)業(yè)改良場與工研院合作開發(fā)「作物病害精準(zhǔn)預(yù)警系統(tǒng)」，藉由儀器設(shè)備監(jiān)測及AI學(xué)習(xí)判斷提供即時訊息，提醒病害用藥防治從預(yù)防面著手降低可能的意外損失。

「田間作物狀態(tài)提示系統(tǒng)」以監(jiān)測作物炭疽病為主要病害預(yù)警目標(biāo)，利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行田區(qū)光照、溫度、濕度及作物根圈土壤水分、溫度等微環(huán)境監(jiān)測，配合氣象資訊蒐集環(huán)境因子資訊，以大數(shù)據(jù)演算找出作物病害與微環(huán)境變化之間的關(guān)係，再導(dǎo)入作物發(fā)病的學(xué)理基礎(chǔ)及專家系統(tǒng)，進行參數(shù)設(shè)計及判斷，透過AI統(tǒng)計運算及歸納分析提供系統(tǒng)智能化學(xué)習(xí)，預(yù)測作物發(fā)病機率，再以不同燈號顏色警示提醒，藉由無線傳輸訊息提醒經(jīng)營者做好病害防治，達到預(yù)防勝於治療的目標(biāo)。

圖三 : 洋蔥田間作物病害精準(zhǔn)預(yù)警系統(tǒng)實際運作示意圖。(Source：農(nóng)委會)

數(shù)位分身的高階應(yīng)用：行為決策

除了農(nóng)委會，資策會開發(fā)的數(shù)位分身(Digital Twins)—智慧溫室及智慧養(yǎng)殖場等解決方案為漁業(yè)帶來新的科技能量，是基於物聯(lián)網(wǎng)9大感知技術(shù)持續(xù)監(jiān)測水質(zhì)/作物/養(yǎng)殖物生長環(huán)境等設(shè)施，再透過控制盒將資訊上傳雲(yún)端。

過程中，雲(yún)端中的AI機器人會在系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)模擬數(shù)位分身，獲取外部水溫、溶氧量等設(shè)施因子及作物/養(yǎng)殖物生長狀況等生長因子，而雲(yún)端系統(tǒng)會創(chuàng)造出一個模擬的「數(shù)位分身」，AI機器人則會按照以往的成功策略運算合適的「行為決策」。透過9種感知器偵測與行為決策，建構(gòu)一套完善的「智慧農(nóng)漁業(yè)數(shù)位分身」解決方案，可大幅增加產(chǎn)量至300%。

近年來，智能聯(lián)網(wǎng)漁電共生的案例越來越多，如臺鹽綠能為推動「漁電共生」，發(fā)展綠能發(fā)電結(jié)合水產(chǎn)養(yǎng)殖，於臺南北門打造一座200KW漁電共生的示範(fàn)案場。合作業(yè)者新漢在臺鹽綠能總部導(dǎo)入iAT2000雲(yún)智化系統(tǒng)，建置iAT2000戰(zhàn)情中心，整合不同場域的魚塭關(guān)鍵資訊供決策者做出判斷，同時將實體數(shù)據(jù)與微軟(Microsoft)雲(yún)端整合成為數(shù)位分身，利用機械學(xué)習(xí)分析改善管理指標(biāo)的各項建議，而機械學(xué)習(xí)也會持續(xù)、動態(tài)地學(xué)習(xí)各項經(jīng)驗、知識，落實協(xié)作與決策優(yōu)化。iAT2000雲(yún)智化技術(shù)與數(shù)位分身技術(shù)整合，可降低導(dǎo)入成本約50%、提高約30%的生產(chǎn)效率。

圖四 : iAT2000雲(yún)智化系統(tǒng)成功打造智能聯(lián)網(wǎng)漁電共生案例。(Source：新漢)

機器學(xué)習(xí)與CAE模擬技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)位分身是結(jié)合AI與HI(人類智慧)的新興技術(shù)，發(fā)展應(yīng)用包含物聯(lián)網(wǎng)、雲(yún)端運算、應(yīng)用程式介面和開放標(biāo)準(zhǔn)、AI和數(shù)位實境技術(shù)等。如果納入CAE模擬技術(shù)，數(shù)位分身可以透過AI技術(shù)輔助蒐集各項參數(shù)，縮短模型建置時間，還能提供無法直接在實物上計算的數(shù)據(jù)。由於數(shù)位分身AI可以24小時運作，搭配機器學(xué)習(xí)(ML)，有助經(jīng)營者長期累積行為決策與最佳解方，大幅降低人力勞動及相關(guān)成本、避免人為疏失或人腦不足之處，為科技農(nóng)漁經(jīng)營者帶來許多效益。

國際智庫指出，全球數(shù)位分身市場規(guī)模2020年到2026年間的年複合成長率達58%，預(yù)估2026年市場規(guī)模達482.7億美元。數(shù)位分身多應(yīng)用於產(chǎn)品設(shè)計與故障維修預(yù)測或避免意外停機等意外，以達節(jié)省成本的目的，若結(jié)合AI機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)，可擴大應(yīng)用於分析、診斷、預(yù)測等面向。目前全球數(shù)位分身應(yīng)用案例多集中於航太、製造業(yè)，臺灣與荷蘭則率先投入智慧農(nóng)業(yè)的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。

亞太電信與養(yǎng)殖漁業(yè)發(fā)展協(xié)會共同應(yīng)用AIoT物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合大數(shù)據(jù)的解決方案，讓漁民智慧生產(chǎn)模式更為精進，智慧養(yǎng)殖設(shè)備可以節(jié)省巡視工作時間，每一口魚塭約省時50%。AIoT感測物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)含六大功能：水質(zhì)感測、氣象監(jiān)測、智能電箱等遠端或自動化控制、養(yǎng)殖場域即時監(jiān)測、水下攝影設(shè)備及雲(yún)端數(shù)據(jù)分析平臺。

AIoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所建構(gòu)的智慧養(yǎng)殖監(jiān)測系統(tǒng)可以提供即時數(shù)據(jù)並搭配警告機制，出現(xiàn)異常可在最快時間內(nèi)反應(yīng)改善，有效降低財損，同時降低長期維運及後勤成本。對於經(jīng)營者來說，不再需要每天巡視魚塭8小時，可以透過手機、筆電等終端設(shè)備連結(jié)雲(yún)端數(shù)據(jù)分析平臺，查詢即時數(shù)據(jù)或更新資料，每天約可減少4-5小時的工時。

圖五 : 導(dǎo)入AIoT應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可有效管理魚塭。(Source：亞太電信)

感測技術(shù)與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

感測器是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的多元應(yīng)用，對於感測器的要求也不盡相同，但連網(wǎng)自動上傳數(shù)據(jù)、低功耗、高可靠度、耐用性佳是基本需求。延電科技與國立屏東科技大學(xué)合作設(shè)計的魚菜共生系統(tǒng)結(jié)合養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測、投餌系統(tǒng)、植物滴灌系統(tǒng)功能，其中的水質(zhì)感測系統(tǒng)可以自動抽取水質(zhì)樣本做檢測，感測項目包含含氧量、酸鹼值、水溫、導(dǎo)電度、氨氮離子等，除了蒐集水質(zhì)感測數(shù)據(jù)，也同步上傳數(shù)據(jù)至雲(yún)端做成記錄，還可以遠端監(jiān)看養(yǎng)殖環(huán)境數(shù)據(jù)；投餌系統(tǒng)及植物滴灌系統(tǒng)可以透過自動排程，手動遠端控制餵飼及灌溉時機。這套系統(tǒng)可以透過長期監(jiān)測數(shù)據(jù)判別影響魚類與收成等外在環(huán)境因素，有助提升產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)量，自動化聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)則大幅節(jié)省巡檢及記錄的人力成本。

農(nóng)漁業(yè)導(dǎo)入AIoT的痛點：成本與經(jīng)驗學(xué)習(xí)

研調(diào)機構(gòu)Gartner指出，2020-2025年AIoT應(yīng)用市場在軟體解決方案及行業(yè)集成服務(wù)方面將呈現(xiàn)強勁成長，預(yù)估2025年全球AIoT產(chǎn)值將達4,500億美元。當(dāng)數(shù)位轉(zhuǎn)型與智慧化升級成為必然趨勢，當(dāng)傳統(tǒng)農(nóng)漁產(chǎn)業(yè)面對高齡化、少子化與人才斷層等問題，智慧農(nóng)漁業(yè)無疑是轉(zhuǎn)型之鑰。

不過，雖然政策大力支持與推動，臺灣存在許多小規(guī)模農(nóng)漁業(yè)生產(chǎn)模式，即使明白科技可以帶來明顯助益與改變，但是大量的設(shè)備與系統(tǒng)建置成本對許多經(jīng)營者來說負擔(dān)相當(dāng)沉重，如果規(guī)模經(jīng)濟與獲利不到一定程度，許多農(nóng)漁經(jīng)營者相對保守。另一方面，數(shù)位感稍差的熟齡農(nóng)漁經(jīng)營者對於學(xué)習(xí)數(shù)位科技的熱情與理解力也因人而異，前者也許可以透過政策推動與補助、尋找策略聯(lián)盟、業(yè)者開發(fā)符合小農(nóng)成本需求的AIoT系統(tǒng)等方式克服，後者需要年輕世代經(jīng)營者接棒傳承，或者透過推廣教育、專業(yè)課程等方式縮短與科技的距離。

可喜的是，越來越多年輕世代投入農(nóng)漁數(shù)位轉(zhuǎn)型的研發(fā)與生產(chǎn)行列，如「2022第四屆高通臺灣創(chuàng)新競賽」第二名的團隊沃旭科技(Vossic Technology)就推出農(nóng)漁畜牧養(yǎng)殖系統(tǒng)，透過「GREAT雌雄辨識AI技術(shù)」，以AI頭盔捕捉吳郭魚影像，魚場工作人員能立刻找出雌雄魚群，與之搭配的物聯(lián)網(wǎng)平臺VIP（Vossic IoT Platform）則統(tǒng)一管理鑑定後的數(shù)據(jù)資料，進一步創(chuàng)造有價值的商業(yè)資訊。

未來，AIoT等數(shù)位技術(shù)結(jié)合人腦HI可以產(chǎn)生更多創(chuàng)新研發(fā)，除了廣泛應(yīng)用於農(nóng)漁業(yè)，也可以擴及農(nóng)漁次產(chǎn)業(yè)或加工等領(lǐng)域。智慧化監(jiān)控與精準(zhǔn)產(chǎn)銷不僅可以促進臺灣農(nóng)漁產(chǎn)業(yè)升級，維持並提高產(chǎn)業(yè)競爭力，同時也能促使年輕世代回鄉(xiāng)投入農(nóng)漁產(chǎn)業(yè)，挽救傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)世代斷層的危機。