隨著人口持續增加，全球正面臨糧食不安全的危機，農民、農藝學家、研究人員和農業專家為了尋找解決方法，各領域專家正積極研究、收集大量的數據和專業知識，並須互相共享數據和知識，以應對偌大的挑戰。以色列農學資訊公司Agmatix推出一項突破性的數據技術平台，推動將研究知識及實驗數據化為實際運用的農學創新循環，新技術建立一種新的數據語言，可以讀取和解析整個農業產業數千項常用的數據點，並提供統一、標準化的解決方法，以協助有效管理農藝研究試驗，並於一站式平台將數據資訊轉化為實際行動，此系統可為農民和農業專家提供促進作物產量和品質所需的重要訊息，以做出更佳的作物管理策略。        Agmatix的新技術藉由機器學習及人工智慧將田間試驗和農學實驗數位化，以及對整個產業的數據進行標準化，進一步建立一個全球數據庫，在土壤、地形、灌溉、天氣和作物管理方面提供綜合建議。Agmatix推出的SaaS技術平台授權給世界各地的農業技術專業人士，由五個關鍵模組組成如下：        1. 田間試驗管理平台：該系統對田間試驗進行數位化管理，包括從始到終的數據收集和分析。        2. 試驗和研究數據擷取：系統自動擷取田間試驗和實驗的遺留數據並進行標準化。        3. 數據洞察與預測模型：一種自我分析工具，使用田間試驗和實驗數據的高階機器學習模型。        4. 決策支援系統：對於農學專家，Agmatix Digital Crop Advisor 工具能夠將數據洞悉轉化為實際的決策支援系統。        5. Axiom Open：一個協作和開放的入口，使來自世界各地的農業研究人員和專業人士能夠共享和查詢農學數據，以應對高層級的挑戰。        Agmatix 的技術平台現已完成5萬多次田間試驗及1700萬次農藝測量，並成功分析70 多種不同的作物類型。全球頂尖的研究機構、大學、非政府組織和農業公司以Agmatix 技術建立全球最大、最高品質的標準化數據之數據庫，用以開發機器模型，以預測環境對植物營養的影響，進而實行短中長期計畫。Agmatix技術實踐大數據在農學領域的應用，協助縮短時間軸、減少浪費並提高農業專業人士和農民的盈利能力，而Agmatix 平台能夠開發統計和科學上更強大的農業模型，將有助於改善農業實踐、作物產量、營養品質並促進永續農業。【延伸閱讀】- ABS和ABARES合作開發新的澳洲農業數據整合資料庫

乳牛會跛行是由於腳蹄上沾染細菌所引起，這會造成其疼痛、活動受限及行為改變、產乳量減少、生育能力下降、治療頻率增加、足蹄修剪成本上升及勞動力浪費等情況。對於擁有100頭乳牛的酪農來說，跛足的治療每年預計要額外花費數千英鎊開銷，而對於整個英國乳製品產業的財務影響估計遠遠超越1億英鎊。然而，定期幫乳牛洗腳能有助於減少及預防這類蹄病和跛足的發生。        全球電子與電機技術巨頭德國Siemens公司對於植物生長優化、動物健康促進和永續食品生產等智慧農業技術的應用並不陌生，目前該公司已與英國的動物足浴設備製造商Hoofcount進行合作，兩家公司將共同使用Siemens頂尖的數據蒐集及控制技術－LOGO智慧邏輯模組來結合現實及數位世界，打造智慧乳牛足浴設備，LOGO能管理及控制Hoofcount足浴盆的化學幫浦、水幫浦以及動物餵飼等關鍵機制，而控制器則允許Hoofcount追踪經過足浴池的乳牛並蒐集相關數據，最後將這些數據顯示於HMI螢幕上進行視覺化。而浴槽則設計成能進行遠端控制，並且可以將數據傳送至雲端進行分析，幫助酪農做出更明智的決策，改善乳牛的健康與福利問題。【延伸閱讀】- 自動擠奶機器人的使用有助於乳牛繁殖時的育種選擇

AgMission是由食品與農業研究基金會 (FFAR)、美國農民與牧場聯盟 (USFRA) 和世界農民組織 (WFO) 共同成立的，該組織以減少農業溫室氣體 (GHG) 排放並讓農業部門的溫室氣體排放量達到淨負值為最終目標。為了實現這一目標，AgMission 將農民、牧場主和科學家聚集在一起，共同創建可快速部署的解決方案，以提高農場供應鏈之彈性度及減輕氣候變遷的影響。        AgMission 官員表示，農業研究和數據是該計劃的基礎。雖然這項研究正在擴大，但現階段的工作是需要更廣泛地協作與協調。數據的集成與互操作性對於協調此項研究和加速適應與應用減少溫室氣體排放的氣候智慧解決方案至關重要。另外，實踐氣候智慧解決方案將有助經濟和環境上之永續性，同時亦能減少溫室氣體排放。        食品與農業研究基金會 (FFAR)執行董事Sally Rockey 在新聞稿中表示，”氣候變遷正威脅著環境、糧食安全以及農民與牧場主的生計。很高興麥當勞看到 AgMission的價值並與該機構共同合作開展這一前所未有的舉措: 承諾投入 500 萬美元實施氣候智慧型農業解決方案。讓AgMission可藉由數據的集成與互操作性等來協調農業氣候變遷之影響以及讓務農相關之人員受益。”         麥當勞正在採取行動以達成2050淨零排放目標。麥當勞副總兼北美供應鏈長Marion Gross 在一份新聞稿中表示：“我們正在努力建立一個社區、動物和地球都能茁壯成長的食物系統，並以永續性的方式供給食物給更多的人。”且我們很自豪能夠為 AgMission 及其合作夥伴做出貢獻，以減少溫室氣體排放、提高供應鏈的彈性並實現再生農業。”        雖然農業占美國溫室氣體排放量的 9.9%，佔全球約 24%，但它是唯一具有溫室氣體排放淨負值的潛力行業。 USFRA 首席執行長Erin Fitzgerald在新聞發布會上表示：“土壤和農田吸收的碳已經是一年排放量的 100 倍。農民和牧場主是無法單獨完成，必須用著克服挑戰般的努力來持續進行的。”【延伸閱讀】- 氣候智慧型農業將有助於農民對抗全球氣候變遷之衝擊

在未來五年內，太空人將運用澳洲科學家所開發之技術來協助他們在太空中種植農作物。由於美國太空總署預計2024年將送人類至月球探索，因此，培養太空人在太空環境中種植可食用作物的能力則是至關重要的下一步。        在進入太空新時代之前，南昆士蘭大學 (USQ) 的科學家們正在開發人工智慧(AI)，供太空人在從月球到火星的任務中使用，以種植自己的新鮮糧食。科學家的任務是開發農業技術軟體，該軟體將使用傳感器檢測太空環境中的植物的早期壓力程度。南昆士蘭大學 (USQ) 教授Craig Baillie表示：「使用機器視覺來觀察作物並將觀察結果回饋至太空人了解，以利太空人後續管理作物。」        美國太空總署計劃在月球上建立一個中繼站，作為太空人前往其他行星的基地。在月球上種植蔬菜被視為補給太空人糧食的最佳方法，因為其他技術，如食物 3D 打印技術仍不可行。南昆士蘭大學 (USQ)工程師 Cheryl McCarthy 表示：「為多變的環境編成技術非常重要，我們已經看到了 NASA 所提供的太空植物圖片，從圖片看起來它們仍然像植物，但卻呈蜷縮與無生命力狀態，所以我們需要空間環境資訊來了解栽培環境，因而將對相機進行編程以檢測問題並改善植物生長情形。」       “利用機器視覺實現太空食品安全的早期植物壓力檢測”項目將運行 12 個月，包括在圖文巴建立一個更大的地面實驗室，且與美國太空總署的發射系統規劃行程並行。”團隊成員兼農藝師雅各布·漢帕爾 (Jacob Humpal) 表示，我們想看看是否能像好萊塢男明星馬特戴蒙在電影火星救援上所飾演的角色那樣，在火星上生存。” 期望該系統最終能演變成人工智慧，即月球上的人工智慧園丁，能盡可能地實現自動化，以幫助太空人解決問題及完成工作。”       “機器將會為使用者解決問題，像在螢幕上顯示問題所在，然後使用者可以在螢幕上選取改善方式及實現自動化管理生產線。”不過，機器人園丁永遠不會像人類一樣。Humpal亦表示，”使用人工智慧對機器人進行編程，使其機器人之表現和移動方式有如人類一樣是極度困難的，因此該機器更像是一系列光束或手臂。”【延伸閱讀】- 美國太空總署(NASA)成功於國際太空站內種植出辣椒

疫情長期抗戰的氛圍下，讓民眾外食的需求相對減少，居家自煮的頻率大幅提升，也越來越注重健康飲食生活。三創生活從科技的角度思考，攜手台中專營魚菜共生專業技術的禾州科技，即日起至7月5日，首度於1樓「十二立方」打造了居家智慧農場「魚菜共生展」，讓處於都會區的消費者，透過科技養殖與栽種技術，結合能源再生，在家就能輕鬆享受健康的蔬菜。另外，三創生活也同步邀請匯集韓國美食的「韓味不二—韓國物產展」以及各種文創手作的「愛手創」同步進駐，讓消費者在學習科技農業知識外，可以順手帶走韓國道地美食及各色精緻手作商品，為防疫生活增添更多樂趣。         魚菜共生技術，是以健康無毒為主軸，開發設計出都市各式家庭客製化的大小型設備，可免除氣候因素，讓農業科技導入家庭生活，於家中體驗植物種植及養魚的樂趣。此次現場展出共有多款設備（2款戶外款、6款室內款，適合放置於玄關、客廳或廚房）包括立體菜多多植物架、圓形網孔立體植物架、桌上型魚菜共生系統，及壁掛水培機等，讓民眾實際近距離了解與感受。即日起至6月30日活動期間，於現場出示三創會員App會員畫面，並於三創生活FB、蔬果綠GreenFun—魚菜共生FB粉專及現場拍照打卡，即贈蔬菜乙把（數量有限、贈完為止）；展覽期間的週末更推出小農夫土耕教學課程，讓國小一～三年級學童體驗農業種植的樂趣。【延伸閱讀】- 研究顯示能同時生產魚和蔬菜的魚菜共生系統可以於商業上獲利

拜耳(Bayer)將與微軟(Microsoft)成為數位農業合作夥伴，兩家公司將共同建立一套新穎的雲端數位工具解決方案，將拜耳的數位農業平台將與微軟的公用雲端服務平台Microsoft Azure 相結合，並應用於農業和相關行業上，成為新一代數位解決方案的基礎。        農業產業和農企業不僅僅從廣泛的數位工具資訊中受益良多，同時也將強化資料洞察力。如今，超過1.8億英畝的農田已正在使用拜耳的Climate FieldView™20平台，農民可透過平板電腦連接至農用車上來追蹤種子發芽率和產量情形及觀察農田。        然而，拜耳表示，仍需要做很多努力才能優化整個食品、飼料、燃料和纖維鏈，且在使用自然資源上的同時也將確保有足夠的能力去應對氣候變遷。拜耳與微軟合作的解決方案將可供農業和相關企業用於他們自己的產品中。拜耳並想將其數位農業核心能力遷移到新的基礎設施，並為客戶提供解決方案。此次合作建立在拜耳和微軟之間的長期合作關係以及對數據隱私、網絡安全和客戶信任的共同承諾之上。        拜耳數位農業解決方案負責人 Jeremy Williams表示，拜耳在農業領域開啟了數位創新的先河，而微軟正在為全球雲端解決方案設定標準，雙方的合作將以創新的方式為地球提供所需的食物、飼料、纖維和燃料。此次的合作，預期讓該公司的作物科學部門將能於2030年達成100%數位化的目標，並強化其向客戶提供數位化解決方案之能力。【延伸閱讀】-  Microsoft-Techno Brain通過雲端數位平台促進非洲農業

美國國家航空暨太空總署(NASA)首次在太空站內成功種植出辣椒，太空人 Megan McArthur日前於太空中站內製作墨西哥捲餅，內容物包含鐵板牛肉、番茄、朝鮮薊及辣椒等食材，而食材中所使用的辣椒正是從國際太空站栽培出來的辣椒。        NASA於2021年7月開始在太空站中種植辣椒，以了解在太空環境下植物與微生物間之交互作用，以利提升栽種能力及作物口感與營養價值等。NASA表示，太空人曾在太空站內種植過其他作物，如生菜和蘿蔔。與其他作物相比，辣椒在太空中更難種植，因為辣椒需要較長的時間才可以發芽及結果，該種植計畫也為NASA最具挑戰性的實驗之一。此計畫是為了擴大太空人在太空中種植作物的數量，以作未來執行任務的一部分。【延伸閱讀】- 在國際太空站上發現的三種細菌或許有助於在火星上栽培植物

農業生產對於環境來說一直是一個很大的影響，造成環境汙染、大量耗水等問題，目前農業生產用水使用約70%的淡水總量，尤其在水源缺乏的區域，容易造成民生飲用水不足的情況發生。此外，許多農業用地並不適合用於農業生產，導致生產效率低，且也造成嚴重的環境影響如減少生物多樣性等。      德國波茨坦氣候影響研究所（The Potsdam Institute for Climate Impact Research, PIK）的研究團隊建構一數學推算模型指出若可以改變現有農地分布配置（Relocation），最大化提高生產效率及最小化農業對於環境之影響。在全國範圍內，將可以減少碳足跡達71%、且減少農業對於生物多樣性的影響達87%，即使在國界的範圍限定下，也可以減少碳足跡達59%、減少農業對於生物多樣性的影響達77%。推算模型目的在於找出最適的農業生產區位，考量因素包含環境、氣候、作物種類等，在維持原有作物生產量的狀況下，達成減少環境負面影響的目標。        研究團隊的領導人Beyer表示此項計畫確實存在著實際執行上的困難性，包含人文因素、經濟發展、政策等考量。但此篇研究仍可帶給在環境永續議題上一個思考的方向。【延伸閱讀】-英國刮「再生農業」風   打造高儲碳農田

Pablo Vidarte是西班牙天才發明家，八歲時開始編寫電子遊戲，16歲時向NASA挑戰，並與西班牙軍隊競爭以提升外燃機 (external combustion engines) 的效能。Pablo表示「我想改善NASA於2002年汽車驅動系統，將提升60%效能。」18歲時Pablo創建自己的第一間人工智能公司，而一年後他創立「Bioo」公司，研發藉由植物的光合作用來發電。        Pablo說道：「想像一下，在公園或街道中，能夠藉由觸摸植物而打開某特定區域的燈。想像一下，將人類自身記憶儲存於大自然中。想像一下，將語音訊息儲存於一個開放的圖書館，您可在那裡觸摸植物並與他們交流和互動。這些都是我們Bioo在做的事。」        Bioo設計的生物電池，像傳統電池一樣有正負極，此生物電池並非用鋰等材料供電，而是利用有機土壤分解時釋放的能量發電，當微生物分解有機土壤時，會釋出電子，將電子從陽極傳輸到陰極，並產生電流。電池呈方形盒子狀，可鑽入任何肥沃的土壤，每年每平方公尺可生產高達200Wh。Bioo的電池僅限於低功率應用，未來將改變並應用於農業行業。        農民可使用大型傳感器網路監控作物，並分析生長條件，例如土壤濕度、pH值和溫度。幾乎90%的化學電池供電用於運行傳感器。Pablo說明：「化學電池最大的問題是每年都需要人力更換並進行校準，我們所做的生物電池實際上是一種隱藏的解決方案，從土壤汲取營養，成本與使用化學電池相同，因此投資可於第一年收回利潤。」目前，Bioo公司已與農業生產商拜耳 (Bayer) 合作，於5000公頃農田試用土壤驅動傳感器，預計每年可節省15億歐元。        除了農業應用，Bioo公司的電池亦安裝於購物中心、辦公室和醫院，以產生潔淨的照明電力，目標是創造一個更環保的世界，並與其他國際科技公司分享技術，相信未來土壤發電將成為全球能源市場的領導者。【延伸閱讀】- 史丹佛的科學家利用藻類行光合作用來收集電力

拖網捕魚 (Trawling) 是一種廣泛使用的漁船捕魚方式，將一張巨大的魚網固定在漁船後方拖曳，然而所有的拖網捕撈方式都會破壞環境，其中影響最大的方式為底拖網捕撈 (bottom trawling)，將一個大約為足球場面積大又重的魚網，沿著海底拖曳捕撈，捕撈所有進入到漁網中的生物，最終造成大量且非預定目標的海洋物種死亡。        法國海洋學機構Ifremer與其他合作夥伴，包括南布列塔尼大學 (UBS)、漁業委員會Morbihan和專門研究高科技傳感器的公司Marport，正在進行一項名為「拖網遊戲」 (Game of Trawls) 的試驗，此名為引用電視劇「權力遊戲」(Games of Throne) 及拖網提供人工智慧控制的字首縮寫。團隊將人工智慧、水下圖像、聲學和分析軟體等最新技術應用於漁具，以傳感器和攝影鏡頭連結網路，並利用電腦視覺 (computer vision) 即時偵測與辨識漁網中的物種。先收集水下影像並進行標記，包括在魚類影像周圍繪製矩形框，並配對與物種名稱相對應的標籤，及訓練人工智慧辨識不同的物種。        團隊中的法國海洋學機構Ifremer致力於開發具選擇性的裝置；學術單位合作夥伴UBS 參與電腦科學、人工智慧、數學和材料設計研發項目；企業合作夥伴Marport公司將投入於環境測量、幾何和聲學成像儀器的研究與開發；最後，專業合作夥伴CDPMEM 56將提供其設計實際拖網捕魚活動的傳感器之專業知識。        目前研發試驗結果使用7個類別進行分類辨識，分別為海螯蜇蝦 (Nephrops)、刺鎧蝦 (Munida)、魚、蝦、海鰓 (Pennatulacea)、海葵 (Actiniaria)和海百合 (Crinoidea)。當物種經人工智慧檢測辨識後，若檢測到的物種為漁民的目標即駕駛拖網捕撈，否則將放行該物種。而拖網的人工智慧選擇性結果具二種情況，分別為拖網內和拖網前的選擇性，拖網內的選擇性指捕捉所有東西於拖網中，並對物種進行排序；拖網前的選擇性為只捕撈特定的物種，減少對海底的影響。拖網內的選擇性目前可使用5個類別，分別為鯖魚 (Mackerel)、竹筴魚 (Horse Mackerel)、鯷科 (Anchovy)、沙丁魚 (Sardine)和鱈魚 (Hake)，而其他物種尚缺乏整合。        拖網遊戲提出一種新的方式，賦予漁民主動權可選擇捕撈預期之特定大小及數量的物種，長期目標為減少意外和不必要的捕獲並保護海洋生態系統。 【延伸閱讀】- 全世界底拖網捕魚足跡估算

AgTechUCD新創中心將透過加速器計畫 (AgTechUCD Agccelerator Programme)來支持愛爾蘭農業科技及食品科技新創企業的設立及擴展規模。2021年首個加速器計畫將開始為期12週的密集線上培訓，入選參與的8家新創公司如下: 1. Cotter Agritech正在開發的Cotter Crate是一種新型的綿羊監控和管理系統，結合能解決動物管理和勞動力不足問題的軟硬體，目的在改變牧羊人照顧牲畜的方式，使農民能夠專一性的針對有醫治需求的綿羊來進行治療。 2. CropHound使用遠程感測器及人工智慧來監控作物從種植到收穫期間的健康、生長條件和生產潛力，為用戶提供先期評估建議，使農民和種植者能夠減少化學品使用和不必要的檢查來提高產量，並降低生產成本及碳足跡。 3. FodderBox開發了一個配套齊全、獨立及電腦控制的飼料生產系統，可現場隨插即用，在純水中每天可持續生產一噸新鮮優質飼料。FodderBox相當於在40英尺大容器中的40英畝土地，且零水污染、零空氣污染、零除草劑、零農藥及零殺蟲劑。 4. Freshgraze開發了一種自動移動圍欄及管理系統，可以根據需要將新牧草分配給放牧動物。通過不斷分配少量新鮮牧草，可以確保動物不會在它們即將食用的食物上行走或弄髒它們，使農民能最大限度地利用草原空間。 5. Izario開發了一種自動家禽機器人，可在肉雞飼養場和商業產蛋雞舍中運行。機器人使用定製的專利人工智慧和電腦視覺軟體來檢測鳥類在產在地板上的雞蛋並取回它們，藉此減少勞動力投入，機器人還能監控雞舍的鳥類福利和環境狀況，讓農民及生產者能夠根據數據做出明智的決定。 6. Niskus BioTec專門提供農業食品和生物技術領域的大規模真菌固態發酵相關創新產品及服務，協助客戶為他們的加工過程選擇最合適的真菌生長培養基和菌株，並開發高價值的附加產品，如蛋白質、酶和中間物(intermediates)。 7. ProvEye是都柏林大學生物系統和食品工程學院所衍生的新創公司，主要運用先進的處理軟體，以前所未有的準確度從無人機和其他平台收集的影像中獲取定量數據，可協助農業領域及其他產業制定管理決策，該公司於8月獲得了歐洲太空總署(European Space Agency)的資助。 8. SmartBeeKeeper正在開發名為SmartBee的硬體和軟體平台，使養蜂人能夠監控和追踪他們的蜂箱，並提供進入精品溯源蜂蜜市場的販售途徑。【延伸閱讀】-  英國刮「再生農業」風     打造高儲碳農田

根據數據提供商Dealroom的數據顯示，室內農業近期在全球掀起了一股投資熱潮，從2014 年至今，約有18億美元投入此行業。最近有許多引人注目的發展，包括丹麥建造歐洲最大的垂直農場，以及阿布達比計劃建造全世界最大的室內農場等。支持者認為這個行業擁有糧食生產的前景，理由是具有供應鏈短和集中生產的優勢。然而亦有意見認為它效率不高，因為運作成本高且生產規模相對較小。        垂直農場是在一系列層層堆疊的監控條件下，於室內種植植物的過程。許多城市農場不像溫室種植利用陽光，而是以LED燈作為光源，LED燈會根據生長階段和作物類型不同而進行調整。無土栽培這類技術通常用於垂直農場，因為栽培環境被嚴格地控制，如照明、灌溉、施肥和氣候都受到精準調控，所以很少使用化學農藥處理。垂直農場的愛好者設想本地生產的產品可以在附近社區被購買，不僅可追溯來源、大幅減少食品里程，還能減少我們對進口食品的依賴。他們還認為，垂直農場可以幫助解決某些行業在污染及用水方面所遇到的困難。堆疊型生產系統讓小空間就能生產食品，表示我們可以在需求食品的附近進行生產。這就是為什麼垂直農場主要適合種植高經濟價值的新鮮作物，例如生菜和藥草。        但許多重大的挑戰阻礙了垂直農場的實踐，特別是高昂的成本。由於照明和通風所使用的能源運行成本很高，加上需要大額投資才能使垂直農場啟動和運行。英國哈珀亞當斯大學(Harper Adams University)的作物科學教授Jim Monaghan認為，關鍵的挑戰是產出足夠高價的產品，且其銷售額能夠支持投資額。垂直農場可以吸引大眾目光，但與品質相當卻相對廉價的田間作物並列時，栽培者需要找到一些特別之處來證明較高的價格是合理的。另外，垂直農場還需面對病蟲害問題以及隨季節性波動的消費者需求，垂直農場整年的產量固定，不隨需求改變而變化，因此商業化垂直耕作設備不是發展額外的生產能力，就是得依靠田間作物來彌補不足的產能。        目前，技術已經發展到使用人工智慧來管理垂直耕作設備， Gaia Growth是一家新創公司，開發了垂直農場可以使用的軟體，將來自一系列不同感測器的數據彙整到一個樞紐中心，農民可以利用該軟體瞭解垂直耕作系統內部的即時情況。開發人員認為它具有超越垂直農場的農業潛力，並相信這種軟體在整個農業中有很大的應用空間。一個樣本可以收集到和環境、土壤及疾病有關的數據，來判斷執行某些任務（如農藥施用）的最佳時間。        垂直農場產業在未來十年預估將持續成長，2021年6月發佈的一份報告預測，全球垂直農場將成長25%以上。隨著技術的快速提升，室內農業的生產成本將大幅降低，另隨著人工智慧和機器學習的快速發展，全自動農業機器人也將逐漸增加。垂直農場可以為更適合大型耕作機械的作物留出戶外栽種空間，預計專業化產品和高度本地生產將會是未來的發展趨勢。【延伸閱讀】-淺談猶他州垂直農場是如何因應氣候變遷

為提升蔬菜的產量與品質，必須隨時補充適量氮素，以維持萵苣葉片及根系發育，然而過量的氮可能造成環境及生產成本問題，適當的養分管理與氮需求預測是必要的。檢測氮含量的破壞性方法如葉片組織氮分析、土壤氮監測等，分析準確但需要較多人力及昂貴的設備，而非破壞性形態學方法之生長曲線測量技術可分析萵苣的生長曲線及營養含量，但效率較低且需收集大量數據，使用數位圖像處理技術能有效預測作物的氮素狀態，高光譜成像(Hyperspectral imaging)可高度準確確認營養含量、預測與施肥量相關的養分變化，及評估汙染與保存期限等。        精準農業中深度學習(DL)和電腦視覺(Computer vision)應用在識別和分類植物與植被物種方面具有巨大潛力，美國北達科塔州立大學研究團隊為了解不同氮濃度營養對不同萵苣生長表現之影響，其發展電腦視覺技術進行深度學習建模的適用性，以分析水耕種植萵苣(Lactuca sativa) 的四種品種Black Seed、Flandria、Rex 和 Tacitus之營養含量。首先製備4種營養濃度(0、50、200、300 ppm)的氮溶液在溫室栽培上述4品種萵苣，並於生長過程中從各角度捕捉葉片的 RGB 圖像，每個萵苣約拍攝50~65張圖片/日，利用卷積神經網路 (Convolutional neural network, CNN) 模型對16個組別之所有圖像進行分類；另外進一步利用轉移學習(transfer learning)，以深度學習的視覺幾何研究群(Visual Geometry Group, VGG)，內核尺寸為 3×3 的VGG 16 及VGG 19模型架構對圖像進行分析，並藉由數據增強(Data Augmentation)克服圖像不足的問題，以Keras訓練深度學習模型。        結果顯示，將4種萵苣品種RGB圖像透過VGG 16和VGG 19架構分析之萵苣營養含量準確率為 87.5~ 100%，其辨識效益皆明顯優於 CNN 模型，後者在識別 Blackseed、Flandria 和 Rex 之營養含量的表現不佳，可以即時、準確、快速地監測萵苣的生長及營養含量。研究團隊開發的建模技術不僅可以即時、準確、快速地監測溫室中各品種萵苣之生長及營養含量數據，還可應用於田間，以及遠端感測各種萵苣作物，電腦視覺結合深度學習和機器人系統具巨大潛力。【延伸閱讀】-利用機器學習幫助機器人精準收割甜美的萵苣

世界人口不斷快速增長，海藻在作為永續食物來源上具有相當大的潛力，特別是在東亞菜餚中這是一種相當常見的材料。除了富含高營養價值外，海藻還能對抗各種環境威脅，如吸收大氣中過量的二氧化碳來協助對抗氣候變遷，也可以透過吸收化肥來維持海岸清潔。與許多海洋生物一樣，海藻本身也受到氣候變遷的迫害，海洋溫度和光照強度的變化會促進有害細菌的生長，引起海藻特徵性的“白化”及“硬化” 誘發冰冰病(ice-ice disease)的產生，並在幾天內蔓延至整個海藻養殖場，造成大量損失。 　　為了解決這個問題，麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）機械工程系的博士生在去年提出了一個能預測及防止海藻養殖場疾病傳播的計畫。研究人員計畫將海藻養殖場中存在的微生物基因組群(Microbiome)作為生物威脅的預測指標，並開發一種低成本設備，透過監測環境中的微生物群，在其影響海藻或水中生物前預防疾病的發生，研究團隊將舊有技術與最新的訊息處理技術結合，運用潛水式數位全像微奈米顯微鏡拍攝二維圖像，然後再使用稱為神經網路(neural network)的機器學習系統將微生物群的2D圖像轉換為3D顯示，而這個軟體可以於連接在全像顯微鏡上的樹莓派微型單板電腦(Raspberry Pi)中運行。 　　此外，研究人員還結合了小型水下通訊設備，不同於一般要價4,000美元昂貴的市售儀器，該設備的設計成本低於100美元，除可作為機器學習演算法中繼站傳送海洋環境數據外，還可以將相關數據回傳給研究人員，有助於那些有興趣揭開海洋神秘面紗的人降低執行成本障礙。計畫負責人表示，未來還預計結合這些通訊設備、顯微圖像和機器學習技術，設計出一個可以覆蓋整個海藻養殖場的低成本即時監控系統。【延伸閱讀】-【減量】海洋中的大型海藻養殖場將成為未來生質燃料的來源之一

都市的智慧農業發展與都民生活密不可分，而日本又以東京的都市智慧農業最具代表。東京主要以小規模與多品項為當地農業發展特色。為了更加促進當地生產者能獲取更高的收益，將其產值發揮最大化，由東京都農林綜合研究中心負責『推動東京智慧農業計畫』，其中以創新農業APP系統、應用IoT與AI先進技術發展新農業系統、開發區域型Local 5G新農業技術為計畫的三大研究開發方向。【延伸閱讀】日本SoftBank應用5G通訊與高精準定位服務於智慧農業 　　在創新農業APP系統方面，利用過去已建構的東京綜合環境控制溫室與養液栽培系統的植物工廠為驗證基地，目前開始展開草莓的栽培應用。在應用IoT與AI先進技術方面，由民間企業與研究機關與生產者三方一同建構『東京智慧農業研究開發平台』(圖1)。其平台目標，期盼集結當地的智慧農業發展相關講座與交流會等資訊，以web模式進行資訊交流。另外，該平台也設立會員專用情報共享專頁提供會員間相互交流，以增進東京農業創新發展。                                               圖1-東京智慧農業研究開發平台 　　在開發區域型Local 5G新農業技術方面，邁向智慧農業創新發展，5G的「高速率」、「低延遲」、「廣域連結」等多項優勢必然不可或缺。這項研發與應用，由公益財團法人東京都農林水產振興財團、東日本電信電話公司與NTT農業技術公司三方締結「區域型Local 5G發展最先進農業技術合作協議」，從研發至今，目前實際驗證階段已可支援溫室的遠距操作(圖２)。                                                      圖2-利用5G的溫室遠距操作 　　這項研發計畫，充分應用Local 5G、超高解析度攝影機與智慧眼鏡、自動駕駛機器人等先進技術，即便遠距操作，一樣可達高品質與高效率之水準。此外，依據數據掌握的現況，也能給予設施環境最佳化支援與應用，進而落實新農業技術之應用(圖3)。                                                    圖3-遠距操作與5G的新技術應用

來自新加坡-麻省理工學院研究技術聯盟(SMART)的DiSTAP跨域研究團隊，以及來自淡馬錫生命科學實驗室(TLL)和南洋理工大學(NTU)的當地合作夥伴，已經開發出史上第一台用於快速測試合成植物生長素的奈米感測器。和「檢測植物對除草劑等化合物反應」的現有技術相比，新型奈米感測器更安全、更不令人厭煩，且在改善農業生產，及我們對於植物生長的理解具有變革性。 　　科學家們替兩種植物激素:1-萘乙酸(NAA)和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)設計了感測器，它們被廣泛用於農業，分別是調節植物生長和作為除草劑。目前檢測NAA和2,4-D的方法會對植物造成傷害，而且無法提供即時的體內監測資訊。根據SMART DiSTAP研究團隊和麻省理工學院Strano實驗室首創的冠相分子辨識註 (CoPhMoRe)概念，新型感測器能夠快速檢測活體植物中存在的NAA和2,4-D，並即時提供植物資訊，而不會造成任何傷害。 　　這個研究團隊已經在土壤、水耕栽培及植物組織培養等各種栽培介質上，成功地測試了多種日常作物包含小白菜、菠菜和水稻的感測器。這個研究在《ACS感測器》期刊上發表一篇題為「利用冠相分子辨識技術對植物中的合成生長素進行奈米感測器檢測」的論文中解釋，此研究可促進在農業中更有效的應用合成生長素，並具有推動植物學研究的極大潛力。DiSTAP共同首席研究員兼任麻省理工學院Carbon P. Dubbs化學工程教授Michael Strano說:「我們的CoPhMoRe技術以前曾應用於檢測化合物，如過氧化氫及砷等重金屬污染物。而這篇論文是CoPhMoRe感測器的第一個成功案例，用於檢測調節植物生長和生理的植物激素，就像是噴霧劑，以防止植物過早開花和落果。這項技術可以取代目前最先進的感測方法，而這些方法不僅費力、具破壞性，還不安全。」 　　在研究團隊開發的兩個感測器中，2,4-D奈米感測器還能顯示出對植物對除草劑的敏感度，使農民和農業科學家不須花幾天時間來需監測作物或雜草的生長情況，而是在短時間就能發現不同植物對除草劑的脆弱度或抗性。DiSTAP和TLL研究計畫主持人Rajani Sarojam說:「這可能非常有利於揭示2,4-D在植物體內的運作機制，以及為什麼作物會產生對除草劑的抗性。」DiSTAP的研究科學家Mervin Chun-Yi Ang說:「我們的研究可以幫助農業領域更好地瞭解植物生長動態，並有可能徹底改變農業篩選除草劑抗性的方式，而無需在數天內監測作物或雜草生長。 　　這項技術可以應用於各式植物品種及種植介質，並容易用於商業計畫，例如城市農場，可快速檢測對除草劑的敏感性。」NTU教授Mary Chan-Park Bee Eng說:「在植物檢測中使用奈米感測器，不需要大量萃取和純化過程，進而節省時間和金錢。他們還使用成本非常低的電子設備，讓這項技術易於應用在商業計畫。」研究團隊說明他們的研究未來可以引導開發即時奈米感測器，並用於活體植物中其他動態的植物激素和代謝物。 　　研究中的奈米感測器、光學檢測系統和影像處理演算由SMART、NTU和麻省理工學院共同完成，而TLL則驗證了奈米感測器，並提供植物學及植物訊號傳遞機制方面的知識。此項研究在SMART進行，並由NRF在其卓越研究和技術產學(CREATE)計劃下提供支援。【延伸閱讀】乙烯感測器可以幫助監測植物健康 註:「分子辨識」是指兩個或兩個以上的分子，透過分子間作用力產生交互作用。

農產業長期以傳統的商業模式運作，農民幾乎沒有任何決定產量或因應市場需求變化的發言權，為了提升包容性和永續成長，農業需要以新的方法驅動及提供產業動能。電子商務持續擴張應用領域，甚至開始發展至農業這類核心產業，未來五年，全球農業科技市場將以 18% 複合年均成長率成長，2027 年將達到 411.725 億美元。 　　印度SoreHippo公司專為多樣化 B2B 和 B2C 商業模式設計最靈活的電子商務平台，並擁有為熟悉數位技術、非傳統之企業提供量身定作解決方法的豐富經驗，可以滿足農業科技企業的獨特需求。StoreHippo 的新時代電子商務平台由MACH (微服務、API 優先、雲原生、無頭式)架構支援，農企業可以自由測試與結合 3~4 種電子商務模式，如多供應商商場、適地性商店、多元語言、B2B 電子商務等，以迅速進入市場並擴展賣家、產品、線上商店、地理位置等，並可在前端和後端進行調整，以適應客製化特殊需求。 　　StoreHippo為農業科技企業提供的獨家服務包含：(1) 超本地化市場模型協助企業更有效地運作透過經銷商銷售的超本地化市場。(2) 透過集中式管理多國語言網站和管理版面，構建及管理多家商店，協助農民和業者以當地語言拓展業務。(3) 藉由可連網之手機應用程式連結賣家、經銷商和客戶，以完整的 B2B 和 D2C 電子商務解決方案，從單一農業技術業者發展批發和零售業務管道，無縫連結支付管道、貨運、行銷工具、ERP、CRM、會計軟體等。(4) 內建功能可讓農民和經銷商管理自己的貨運車隊，300 項功能和無頭架構使農企業可以輕鬆、快速地接觸新客戶，並轉型新的商業模式。(5) 協助建立個性化線上農產品商店，支援獨特的主題、語言、客戶群、行動支付和運輸選項等，而內建的全球化功能可接受來自國際客戶的多幣種支付，協助農企業拓展國際事業。(6) 擁有 60 個整合支付閘道和 30 個整合貨運夥伴，以確保付款和供應鏈運作流暢。 　　創新的農業技術解決方案透過連結各種工具和技術，幫助農業生產、分銷和銷售運作流暢與擴展，提供更佳的產量、作物保護、永續性和洞察力，提升農民及銷售商的投資報酬率，期可為印度開創新的農業數位革命。【延伸閱讀】電子商務拓展農園藝產業之銷路

在2021年，由於3至5月期間降雨量不足，以致肯亞農業受到嚴重影響，估計有210萬肯亞人因乾旱影響農作物收成而面臨飢餓。為了緩解乾旱對肯亞農業所產生的影響，以色列智慧灌溉公司 SupPlant將幫助肯亞農民實現精準灌溉。 　　玉米是東非的主要作物，但也存在一些風險，因為玉米喜愛陽光卻不耐旱，因此，在乾旱狀況下玉米無法長到超過兩英尺的高度，甚至在開始生產可收割的作物之前就已經枯萎了。於是，SupPlant開始與大約 50 萬名玉米小農合作，藉由SupPlant 的新型無感測器技術來收集和分析當地氣候、植物和灌溉數據，以幫助小農避免作物歉收。 同時，該公司亦提供極低成本的灌溉建議、天氣預報和作物壓力警報，以及人工智慧為輔的農藝指導，使小農更能適應氣候變化。【延伸閱讀】藉分析農業大數據發展智慧灌溉技術以節省水資源 　　SupPlant與美國賓夕法尼亞州立大學的 PlantVillage 合作。PlantVillage創始人表示，SupPlant獨有的資料集、農藝專業知識和演算法為面臨乾旱威脅的農民提供了重大的改變。希望未來能看到SupPlant的新型無感測器技術被大規模地運用，並期望農民在作物收成的季節中獲得豐收。 　　SupPlant 旨在運用數位方式提供灌溉決策以服務所有類型的種植者，大多數農業科技公司只針對全球 2% 的種植者，而忽略了全球 4.5 億小農。不過， SupPlant 計劃在2022年時，能為至少 200 萬的非洲和印度的小農提供服務，幫助農民以永續性的方式生產更多、更好的食物。”