在少子化的趨勢下，投入農業的人力越來越少，在這個數位化的時代，傳統農業也必須要跟得上時代的腳步，轉型成為智能化的農業型態，以更少的人力，達到更為精緻與更有效率的農耕成果。智能化是整體產業的趨勢，除了能有效解決農耕人力不足的問題，也關係著整體產業的未來競爭力。因此，將先進的自動控制技術導入到傳統農業中，並藉此培育下一代的智慧農業頂尖人才，也成為現階段發展農業的當務之急。
打造智慧農業學習環境 培育未來農業人才
提到農業的智慧化轉型，不得不提到宜蘭大學對此一議題的努力。長期以來，宜蘭大學持續在農業與工業的人才培育方面投注心力，透過課程的規劃培養學生的生物機電知識能力，同時也透過實作來提供學生更全面的職涯發展規劃，並積極培育出能為學研機構所用的優秀人才。在這樣的努力之下，未來將有機會協助地方加快智慧農業的推動腳步，並加速生物與生命相關產業的轉型升級。
宜蘭大學生物機電工程學系教授張明毅指出，宜蘭大學積極培育生物機電工程方面的人才，更與臺達電子共同成立智慧農業跨域整合實驗室，以及智慧農業戰情室，雙方的合作聚焦在機電工程與生物應用，並以智慧農業為核心發展相關課程。
課程的目標在於整合臺達工業自動化之控制器、伺服器、變頻器等系統產品，並將之應用於物聯網與機電整合，透過在校內所部署的農業感測器，結合工業圖控系統DIAView，透過遠端監控與資料的收集，進一步分析實際試點，來打造兼具理論與實踐的智慧農業學習環境。
| 圖一 : 宜蘭大學生物機電工程學系張明毅教授（左），與負責建置和管理智慧農業實驗室的梁辰瑋助理教授（右） |
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走出教室 用智慧技術種植三星蔥和鳳梨釋迦
面對未來的智慧農業需求，現階段最重要的就在於人才的培育。張明毅教授指出，智慧農業成敗的關鍵，在於資訊的匯入與分析。目前宜蘭大學生物機電工程學系與許多農業應用場域都有相關的合作，例如針對土雞與蛋雞，就需要將生產資料自動化與資訊化，並進行自動分析。
至於在戶外的農業環境則有更多，這樣的合作場域遍及全臺灣。例如戶外的蔥田，三星蔥的成長要維持高品質，就必須要偵測風速與雨量，並適度的遮風；對於水梨來說，則需要進行寒害預警，這就需要針對氣候寒冷與結霜來進行偵測，此外還必須針對梨樹的架接與傷口癒合等細節進行觀察，這些過程都側重於資訊的取得與預警。
類似的合作場域還包括了旺山的哈密瓜與南瓜，這就需要透過當地的微型氣象站來偵測當地的光照及雨量；而針對鳳梨釋迦的種植，關鍵則在於七八月份的颱風影響，以及焚風的測量，包括風速、溫度、濕度等，都直接影響了作物的生長。針對這些戶外農業環境，局部的微氣候調節都成為農耕過程非常重要的關鍵環節。
| 圖二 : 張明毅教授將智慧技術實際導入多個農業場域裡，包含三星蔥（蔥滿理想）、三星上將梨，以及鳳梨釋迦（好時果子）。 |
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把機器手臂搬進農場 降低農工負擔
在智慧農業的應用場域中，除了透過感測系統來偵測可能的氣候變化，掌握動植物生長狀態之外，透過一些精密的先進機器來加速生產流程，也是不可或缺的一環。例如目前在大武山蛋雞場，便導入了機器手臂，將每籃重約15～17公斤的蛋籃，可以快速搬運並進行有效率的分類，包括不同產線、不同包裝、不同客戶，都可以在同一條輸送帶上快速完成分類與搬運。而機器手臂搬運過程不需更換夾具，更是提高了整體雞蛋生產過程的效率，整體約可取代6～7％的人力，對於整體營運成本的節省可說是非常有效益。
另外在立瑞畜產土雞場，也是透過機器視覺來監測土雞產蛋的情況，以及雞隻的健康狀況等環節；在溪底的白肉雞畜牧場，則是透過儀器來監測雞隻的生長數據。由於土雞的成長需要三個月時間，在這樣的過程中，就非常需要透過數據來預測雞隻的成長狀態。
至於在振聲的養鴨場，必須監測鴨隻的下蛋與成長過程，過程中鴨隻的重量太胖或太瘦都不行，因此必須經常性的秤重。透過RFID腳環來區別不同鴨隻並進行秤重，可以避免秤到重複鴨隻的重量。透過這樣更有效率的體重監測，可以做出鴨隻成長的曲線圖，並進而調整飼料的配方，達到更好的鴨隻成長環境。
導入數據分析與智慧物聯 產銷更精準可控
張明毅教授說，特別是針對近期市場雞蛋產量頻頻出現供不應求的情況，更說明了智慧農業的重要性。然而農業的標準化並非是一件容易的事情，以雞蛋場為例，經常都是多樣、少量的產品，這樣的狀況下，能預測產蛋率與蛋的大小就變得特別重要。透過『智慧化的環境控制』，讓雞隻成長的數據更為透明可視、一目了然，就更有利於預先安排人力，在人力缺乏的農業環境中，做到更有效率的人力配置。
張明毅教授也特別提到與臺達電子的合作。智慧農業跨域整合實驗室是目前宜蘭大學生物資源學院基礎教學與研究實作的重要場域。透過臺達機電系統來製作各類教學模組，用於控制器、電動機、物聯網、機電整合、植物工廠導論等課程，如此學生有更多機會接觸目前業界的實務設備，可以用於提升理論、實作與設計等能力。
| 圖三 : 讓學生實作智慧農業機電整合的PLC教學模組。 |
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此外，智慧農業戰情室也已經導入了數據採集與監控系統（SCADA），即時掌握智慧農業場域中的植物生長狀況，透過數據的蒐集，來優化農作物的產出成果。
張明毅教授認為，懂農業的人不懂工程，而懂工程的人不懂農業，就是現階段最常遇到的問題。農業要進行智慧升級，但現場經常缺乏有農工背景的工程人才。智慧農業就是將智慧工程與傳統農業結合在一起，其中就需要一個中介協調的角色，來進行整合與溝通。
智慧農業跨域整合實驗室目標就是要培養跨域工程的人才，蒐集產業資訊，進行智慧化的分析，並實現在真實的智慧農業場域上，而非只是透過教科書來看到這些成果。透過人才培育實作場域，高教深耕、學用合一，並與在地連結，如此建教合作，除了有利於接軌產業之外，更能有效培育地方青農與智農。
| 圖五 : 宜蘭大學與臺達電子合作的植物工廠資源效率提升工程。 |
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結語
智能化是未來產業的趨勢，也關乎著未來的競爭力，特別是在少子化趨勢下的未來農業發展，更需要透過智慧農業的打造，帶來更高的產業附加價值。臺達將自身發展工業自動化的經驗持續精進並進一步歸納成果，協助客戶與夥伴共同升級產業，現在也進一步向下紮根，培育新一代人才，並推動產學合作。
從這次宜蘭大學與臺達電子的合作來看，雙方共同培育跨域人才，共同建置智慧農業跨域整合試驗場域，可望透過智能自動化方案與農林技術的結合，打造智慧農業發展平臺，為未來臺灣的智慧農業打下更堅實的基礎。
