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要進行溫室氣體減量,首先需瞭解排放情形,包含排放源、排放係數,透過精準掌握農產業碳排資訊,針對熱點投入資源進行滅量工作,建立低碳的耕作與養殖模式,推動農機電動化與設施設設能效提升,建構低碳農業。
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清華大學投入AI科技 活化馬武督咖啡產業推動社區永續
2023/12/21
清華大學以擅長的AI科技及設計企畫專業,協助大新竹地區發展地方特色產業。清華區域創新中心今天舉辦聯合成果發表,其中之一就是透過電子鼻檢測咖啡豆發酵程度、提升咖啡風味,並協助開發特色商品禮盒,成功活化新竹關西馬武督咖啡特色產業,希望吸引年輕人返鄉就業,推動社區永續發展。   清大副校長兼永續長戴念華表示,清大推動永續廣受肯定,已連續3年蟬聯台灣永續典範大學首獎,校內團隊也屢獲台灣永續行動獎及遠見大學社會責任獎,期望未來與在地夥伴一同打造「安居城鄉、地方永續」的願景。   長期投入馬武督在地實踐的清華學院博士後研究員陳炯志表示,馬武督早年以水泥採礦為主要產業,水泥產業東移後,當地就業機會驟減,使得年輕人外流、商家沒落,居民們都希望能發展出能夠永續、重振地方經濟的特色產業。   馬武督農民嘗試投入咖啡豆種植,但受限於低海拔的環境條件,產出的咖啡風味未達預期。當地咖啡農去年透過清華區創中心的協助,引入清華電機系教授鄭桂忠研發的電子鼻感應設備,放在咖啡豆發酵桶中,即時監測發酵酸度數據,比人工判斷更加精準,大幅提升咖啡品質。馬武督咖啡在今年的咖啡杯測會中一舉得到83.9分的佳績,不輸高海拔地區所產的咖啡。   陳炯志表示,馬武督咖啡農還與清華資工系教授黃能富合作,以AI模型辨識結合智慧眼鏡,分辨咖啡豆是否已達最適合採收的成熟階段。   陳炯志表示,清華大學「REAL+:新竹區域產業與文化支持系統」團隊也協助馬武督開發特色咖啡商品,除了濾掛咖啡包,還加工咖啡葉成為茶包,未來將推出禮盒,其中還包括清華大學藝設系教授蕭銘芚研發出能取代一次性濾紙的重複使用玻璃濾杯。   馬武督咖啡生產合作社理事主席宋明光今天帶著4位咖啡農出席活動。宋明光表示,社區老人家看到清華的年輕學生進來,都十分激動,對地方的發展燃起希望;清華教授研發用智慧眼鏡來判別咖啡成熟度,對於推動食農教育至關重要,可讓外界更了解咖啡生產過程。   清華REAL+團隊執行長陳泓維表示,從今天起到本月22日在旺宏圖書館一樓川堂舉辦在地實踐成果展,並邀請參觀者在以絲線懸掛展場的小卡片寫下感想。   清大在教育部政策支持下,協助師生成立4個USR團隊,包括REAL+:新竹區域產業與文化支持系統計畫團隊、S+M+ART跨學科與創客藝術在地智慧活氧計劃團隊、TNUNAN歌劇音樂會:以文化回應式教學推動泰雅醫療人才培育計畫團隊、永續發展教育的跨領域韌性整合與社會實踐:以南寮沿海社區與自然谷為里山海實踐場域計畫團隊。   清大區域創新中心也協助推動4個USR-Hub計畫,包括水清木華:「頭前溪-五華工業區」流域生活圈願景初探計畫團隊、新竹市綠色運動觀光示範點建置及社區培力計畫團隊、超高齡社會的共伴共榮-以跨世代對話打造社會永續及韌性計畫團隊,及新竹文史接地計畫團隊。【延伸閱讀】- 一杯咖啡的生命週期
智慧農業數據整合與模型轉換之架構
2023/12/20
現代技術越來越多地應用於農業機械,建立資通訊技術(ICT)的解決方案,例如全球定位路線規劃、農具自動控制、施肥和灌溉測繪、土壤分析和作物健康監測。以大數據處理遙感技術正在被引入農業,農藝工作量資料從拖拉機、收割機和機具系統中收集並記錄在數位化電腦格式檔案中。   研究重點提出的模型的主要優點與不同農業機械的資料的轉換有關。為以車輛型號根據結構特點和工作情況分為輪式拖拉機、履帶式拖拉機、插秧機、高間隙噴霧機、農業機器人、農用拖拉機等多種類型,路徑追蹤控制方法的應用與改進根據農業機械的不同作業場景和類型進行總結,而農業機械自動導航的關鍵技術主要包括定位與姿態測量、路徑規劃、路徑追蹤控制等。   研究結果透過數據聚合和轉換模型,農民在使用來自不同製造商的拖拉機和實施系統時便利性無影響;所提出的系統需要了解資料配置,因為應使用模型調整特定檔案的屬性,這是所開發模型的缺點之一,要在系統開發階段進行改善。所開發的數據轉換模型重要優勢是可透過雲端取得,並且在現場條件下工作時可以輕鬆存取(但需要網路連線)。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第20期《智慧農業永續農業新發展》,研究團隊提出該系統可以持續監控農業流程以及農業長期和年度目標實施,提高未來農場績效並減少其對環境的負面影響。【延伸閱讀】- 拓展農業機械OpenAPI數據聯動
開發AI影像分析植物田間反應分析系統
2023/12/19
近年來,人們擔心全球環境的變化不僅會影響野生植物,還會導致農作物生產降低,目前研究植物環境反應的常用方法是在實驗室中操縱環境條件,例如光和溫度。在極其複雜萬變的室外環境中觀察到的植物反應,僅靠人工、簡單的室內環境是無法有效模擬的,特別是擬南芥屬植物作為作用機制研究的植物,為了闡明植物的環境反應,須累積擬南芥屬的知識並將其應用於其他物種。   研究重點為研究團隊首先開發了一種用於收集和分析影像資料的獨特系統PlantServation,將數位相機固定在旁,對室外種植的擬南芥進行時間序列照片,總共獲得了超過400萬張影像,從大規模影像資料中獲取有關植物部位的資訊並不簡單,有一些圖像的葉子顏色較深,看起來與背景非常相似,除非仔細觀察,否則肉眼很難辨識,利用人工智慧技術,成功地自動辨識了植物部位。   研究結果透過機器學習方法從植物顏色資訊中估計花青素之紅色色素含量,團隊能從影像資料庫中依照時間序列捕捉色素波動,根據季節和環境條件,植物之間的色素含量有所不同,如秋天的葉子所示,這反映在葉子的顏色上,因此色素量為植物對於環境反應之因素,此研究闡明植物在室外環境反應的研究需要在生態學、演化和農業等領域進一步發展,並有效利用大規模數據和人工智慧技術,成功得到演化新發現。   研究成果已發表在國際科學期刊《自然通訊》,研究團隊透過將新開發的PlantServation的圖像分析與基因層面的研究方法相結合,預計未來將能夠增強植物環境耐受性和應對氣候變遷的品種。【延伸閱讀】- 植物的乾旱威脅反應機制新發現
運用深度機器學習分析韓國飼料作物生產數據及氣候影響性研究
2023/12/18
氣候變遷已成為全球關注的問題,促使國家應對於因氣候條件變遷而在各個領域出現的危機情況,其中畜牧業受氣候變遷影響較大,導致農畜產品產量和品質下降。韓國因極端氣溫惡化影響,帶來平均氣溫上升、熱浪和乾旱等,在飼料作物供應依賴進口,飼料作物生產力下降預計將對韓國畜牧業造成更大的損害。   研究重點為研究團隊建立韓國飼料作物的電子氣候圖,經過資料收集及處理,包含作物生產數據、地區氣候數據,建立各種回歸模型並對結果進行比較分析,接著建構影響每種飼料作物產量之氣候因素預測模型,最後發展出電子氣候地圖。   研究結果顯示在韓國南部地區的最佳地區比例較高,中部地區的適宜地區比例較高,中北部山區,可產區和低產區的比例較高。因此,中北部和山區在使用國產高耐寒IRG的生產力方面可能具有優勢。10月降水量、1月最低溫度和1月至4月生長期被確定為對IRG產量影響最大的關鍵氣候因素。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第20期《精準農業與數位農業最新發展》,研究團隊為農業建立了與飼料作物相關的資料庫做出貢獻,此類資料庫文獻中很少,收集飼料作物數據和氣候數據來預測適宜的種植區域,從而建立電子氣候地圖,未來可供政府發布用於畜牧場的耕作指導與政策應對。 【延伸閱讀】- 淺談猶他州垂直農場是如何因應氣候變遷
中國加快農業綠色低碳關鍵技術攻關
2023/12/15
樹牢綠色低碳理念,推動農業綠色低碳轉型         新時期我們要牢固樹立綠水青山就是金山銀山的理念,以保障糧食安全和重要農產品有效供給為前提,準確把握降碳和保供的關係,以科技創新驅動農業綠色低碳轉型,推動農業發展由單純重視產量轉向數量品質效益並重,增加綠色優質農產品供給,形成“脫碳降碳—減排減汙—擴綠增匯—持續增長”協同發展的新局面,推動農業農村經濟實現更高品質、更有效率、更可持續的發展。         創新綠色低碳技術,促進減汙降碳協同增效         推進品種培優、品質提升、品牌打造和標準化生產,加快全產業鏈綠色低碳科技創新,開展以水土資源保護與節約利用、退化和污染耕地治理修復、農業投入品減量、農業廢棄物資源高效利用等為重點的原始創新和關鍵技術攻關。聚焦種植業節能減排、畜牧業減排降碳、漁業減排增匯、農田固碳擴容、農機節能減排和可再生能源替代,加快先進適用的綠色低碳技術研發和種養結合、農牧迴圈等技術模式推廣應用,降低農業溫室氣體排放強度,鞏固提升農業生態系統碳匯能力。加強人才培養和學科體系建設,提升重大成果產出能力和科技核心競爭力。         構建監測評價體系,支撐農業綠色低碳發展         加強農業農村減排固碳監測、核算、報告和核查體系建設,完善監測指標、關鍵參數、核算方法,加快遙感測量、大資料、雲計算等智慧化資訊化監測技術的推廣應用。優化農業生態環境監測網路,在全國範圍內佈設稻田、農用地、養殖場等監測點位,推動構建科學佈局、分級負責的產地環境、農田氮磷流失、農業減排固碳等監測評價體系,開展甲烷、氧化亞氮排放,農田、漁業固碳,農村可再生能源替代等定位監測和調查,系統開展資料比對與分析評估,形成常態化監測。探索構建農業綠色低碳高品質發展的指標體系,開展動態監測評估,發揮指標體系的導向和激勵作用。【延伸閱讀】- 透過碳標籤與菜單設計可以減少飲食的碳足跡
塑膠在農業中的使用如何變得更永續
2023/12/13
塑膠曾經被譽為現代創新的象徵,在各行各業中無處不在,而現代農業與塑膠亦有著密不可分的關係。根據聯合國糧食及農業組織(FAO)統計,每年有超過1200萬噸塑膠用於農業生產。從用夾子固定植物到用網子保護,塑膠已經在農業生產的各個領域中佔有一席之地。不可否認的是,在農業中使用塑膠可以節約重要資源,其中一馬當先的是農用地膜,約佔所有農用塑膠的50%。地膜不僅能控制雜草和害蟲,還能保持土壤水分、調節溫度、提高養分吸收率,有助於減少農業的生態足跡。在中國,若不使用地膜便需要額外增加390萬公頃的耕地才能維持生產現狀。   但是,在農業中大量使用塑膠也有弊端,如土壤肥力受損、作物產量減少,以及有毒添加劑滲入食物鏈的可能性等。傳統塑膠會持續存在於環境中,其殘留物累積在土壤中,微小的塑膠顆粒會被植物吸收。儘管對奈米塑膠吸收的研究仍處於起步階段,但初步數據顯示塑膠可以透過農業進入食物鏈,我們應緩慢且謹慎地從塑膠轉換至其它製品。   由奧地利維也納大學(UNIVERSITY OF VIENNA)環境地球科學系領導的團隊在一項新研究中探討了這個議題。研究顯示了在農業中使用塑膠的好處和風險,並提出了確保永續使用塑膠的解決方案。研究中指出,在應對塑膠於農業中的挑戰時,重點在於制定策略,倡導合理使用塑膠、在使用後有效蒐集回收以及發展創新先進的回收方法。考慮到塑膠殘留在環境中的情況,塑膠的設計應該確保完全的生物分解。此外,用更安全的替代品取代有毒的塑膠添加劑也是相當重要的。   然而,雖然生物基材料是相當吸引人的替代品,但也不是沒有任何缺點。在沒有充分考慮生物基材料的生命周期下,匆忙轉而使用生物基材料,可能會無意中給生態系統和食物網路帶來更多壓力。本研究提出的措施符合⟪聯合國塑膠條約⟫(UNEA 5.2)等全球倡議,研究人員認為,採用這些做法將促進塑膠在農業中的永續使用。雖然目前將塑膠完全取代是不可能的,但是適度使用對環境影響最小的替代品是一個有前景的發展方向。可透過強制監測、技術進步和教育措施等方式,降低大眾對塑膠的依賴以及減少塑膠對環境的不良影響。【延伸閱讀】- 研發高值化環境友善多功能地膜 興大團隊榮獲國家新創獎
複雜地面系統智慧綜合監測的機會與挑戰
2023/12/12
濕地和農田之間在全球碳循環、生物多樣性和糧食供應之間帶來了新的挑戰,有效的監測技術可以透過生物、物理及化學間轉化獲得有價值資訊,從而提高農業系統準確性、效率和決策。而監測過程中需要大型和多樣化的資料庫,並需要智慧化處理,監測方式包含衛星、無人機及小型飛機之感測器截取圖像與數據。   研究重點以深度學習技術能夠整合作物生長和水動力模組中的大量數據,開發原位監測設備來檢測這些快速變化現象,可以提取複雜的特徵和模式,例如光譜、空間、時間等,而研究中整理出各監測方式結果。   研究結果證實利用深度神經網路(DNN)、遞歸神經網路(RNN)和卷積神經網路(CNN)資料對農作物進行分類,取得了比傳統方法更高的準確率;利用衛星資料集監測濕地植被和地形特徵的資料融合技術,具高準確性可作為濕地健康和功能重要指標;基於物件和解析度的深度學習技術,透過無人機影像對農作物進行分類,顯示這些技術可以改善農地管理和生產力。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第19期《濕地與農田綜合監測技術》,研究團隊整理各種監測技術文獻,不同監測方式之其準確性及功效,並表示農田和濕地的綜合監測具有潛力,但也是巨大的挑戰未來,將對於未來農田作物及地形進行智慧監測,其監測數據準確性、監測方式選擇作出貢獻,並可運用於未來農田碳排監測方式。【延伸閱讀】- 大數據物聯網助攻 水利署:智慧監測避免地層下陷危機
農用無人機安裝AI感應噴嘴與扇形噴嘴效果對比
2023/12/09
病蟲害防治對於提高農業產量至關重要,具有害蟲防治噴灑系統的農業無人機對於農力減少的農民引起興趣,與任何其他噴霧機一樣,安裝在無人機上的噴霧系統可能會因藥劑飄散而對環境造成破壞。空氣感應(AI)噴嘴比其他噴嘴產生的飄散降低(例如更大的霧滴),但缺乏分析其與無人機結合的有效性的研究。   研究重點為了解決噴霧飄散問題,使用了具有有效減少飄散的AI噴嘴,但目前分析其效果的研究工作卻很少。在這項研究中,使用的農作物是水稻和大豆,以AI和扁平扇形噴嘴安裝在無人機上,評估其噴霧及評估害蟲防治性能、使用扁平扇形噴嘴和AI噴嘴測量沉積率和滲透率。   研究結果顯示AI噴嘴的作物覆蓋率比扇形噴嘴高130%,AI噴嘴的飄散減少,但兩者噴嘴滲透率差異並不顯著,作物產量和病蟲害防治效果也沒有顯著差異。因此,除了覆蓋範圍外,AI 噴嘴的性能與扇形噴嘴沒有任何差異,但AI噴頭飄散較小,可用於空中噴灑,環境污染較低。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第20期《農業4.0-農業科技的未來》,研究團隊為農用無人機噴灑系統首先做出噴嘴性能差異分析,此類研究文獻很少,由於研究結果AI噴頭較適合空中噴灑,對未來農用無人機應用及環境保護做出貢獻。【延伸閱讀】-智慧蟲害防治監測系統,有望減輕勞動力負擔
全球碳排創新高 專家:碳預算報告指引我國推動碳定價
2023/12/07
減碳為COP28討論重點之一,台灣科技媒體中心(SMC)邀請我國環境經濟學與環境工程專家解析該份報告,專家表示,台灣二氧化碳減量目標並非為了遵循任何協議而制定,但台灣若要更好的訂定減碳目標及推動碳定價,碳預算報告中各類型燃料的二氧化碳排放量增減變動,能指引台灣在淨零目標下,調配適當的能源結構。   全球碳計畫研究團隊今天發布「2023全球碳預算報告」指出,2023年全球化石燃料產生的二氧化碳排放量再創新高,若要維持50%將升溫限制在攝氏1.5度、1.7度及2度的可能性,依目前二氧化碳排放量,只能再排放5年7年及15年。   該報告分析,化石燃料碳排雖再創新高,但仍看到一些轉變,如美國化石燃料碳排持續下降,尤其時煤炭的碳排放,下降幅度高達18%,回到1903年水準。   植樹造林與碳捕捉等人為的二氧化碳移除部分,報告指出,過去10年內平均每年因植樹造林去除19億噸二氧化碳,不足以抵銷森林砍伐造成每年42億噸的碳排放,而碳捕捉等新興技術因裝置較少,去除的數量有限,僅去除年均碳排量的0.000025%。   該報告也發現,今年野火情況較以往嚴重,根據今年1至10月數據顯示,大氣中約有70至80億噸的二氧化碳來自野火,比以往平均多出三分之一。   台大農業經濟學系教授吳珮瑛表示,今年碳預算報告首度將二氧化碳移除納入其中,並逐一檢視構成碳預算中包含化石燃料CO2排放、伐木的土地使用及土地改變的CO2排放、大氣中CO2濃度變動、海洋碳匯與陸地碳匯等5大元素。   吳珮瑛指出,今年報告書預估2023年化石燃料的排放將比2022年高1.1%、也比2019年新冠肺炎疫情前高1.4%。盡管歐盟部分國家及其他共26個國家的化石燃料CO2排放有降低,但仍難以抵減中國及印度的顯著增加。   針對台灣目前碳排量是否與全球相近,北科大環工所永續創新與評估中心博士後研究員黃泓維說,台灣排放現況與全球主要區域有些差異。我國自2006年達到碳排放的顛峰,約2.7億噸碳排放,後續雖設定許多減碳目標,但根據「2023年中華民國國家溫室氣體排放清冊報告」數據顯示,並無明顯減碳成效,比起已開發國家已呈現減碳趨勢晴望下,台灣減碳成效不佳,但相比中國及印度,成效則較好。   吳珮瑛指出,台灣並非聯合國氣候變遷綱要公約成員國,也非「巴黎協議」締約國,因此台灣CO2的減量目標並非為了遵循任何協議而制定,「但若台灣要更好的訂定減碳目標及推動碳訂價,碳預算報告中各類型燃料的CO2排放量增減變動,能指引台灣在淨零目標下,調配適當的能源結構」。   但吳珮瑛也表示,碳預算可能與台灣減碳目標及碳訂價機制的推定,未必有必然的因果關係,因為減碳目標的擬訂與淨零年的設定,還需視各國經濟發展的程度、階段、能源選擇的組合來決定,且碳訂價並非達減碳的唯一手段,還須搭配減碳技術或生活習慣、消費習性的改變。   「碳預算」是COP26通過格拉斯哥協議後,全球建立一套共識,也就是在2050年前,將全球暖化升溫控制在相較於工業革命前的攝氏1.5度以內。而在全球升溫1.5度以前,人類所剩下還能排放溫室氣體的餘額,就是碳預算,更精確地說是「剩餘碳預算」。【延伸閱讀】- 【減量】2050淨零排放策略-「民眾生活轉型」是推動重點
以藻類為原料的混凝土空心磚
2023/12/06
混凝土是全球二氧化碳排放的主要來源,其中,混凝土空心磚(又名煤渣磚或微風花格磚)構成了其中的一大重要部分。美國SOM建築設計事務所(Skidmore, Owings & Merrill)與普羅米修斯材料公司(Prometheus Materials)合作的一項新計畫展示了一種更有利環境的替代品—以藻類為原料的混凝土空心磚。其採用由生物磚組成的簡單結構,由普羅米修斯材料公司開發,該公司為源於美國科羅拉多大學的研究計畫的新創公司。   這些磚塊是利用自然生長且可固碳的微型藻類製成。微藻類與水、陽光和二氧化碳結合後生成一種物質,類似珊瑚礁中產生的碳酸鈣,當與粒料混合時可形成一種淨零碳排建築材料,該材料的物理和熱性能與以標準波特蘭水泥為原料的混凝土相似,在某些情況下甚至表現得更好。   SOM建築設計事務所於新聞稿中表示,材料公司透過正在申請專利的光合生物膠結技術,採用天然固碳微藻類製造生物磚,為混凝土提供一種永續的替代品,如果能大規模使用該生物磚,全球二氧化碳排放量最多可以減少8%。事務所正在持續測試生物磚的性能,如果一切順利,生物磚最終能用於建造實際的建築物。該藻類空心磚的原型目前正於2023年芝加哥建築雙年展展出,取名為The Spiral(螺旋)。【延伸閱讀】- 森林碳匯 淨零目標的關鍵
探討農用車輛自動導航演算法開發與改進
2023/12/02
許多國家的農業面臨農業勞動力老化的問題,由於城市化的發展,越來越多的青壯年勞動力從農業生產活動轉向城市,這將導致未來糧食短缺的問題,為了解決農業中的糧食短缺等問題,已開發國家正在研究自動農用車輛,以感測器技術和電液控制技術取代傳統農業所需的基本技術和勞動力。   研究重點為以車輛型號根據結構特點和工作情況分為輪式拖拉機、履帶式拖拉機、插秧機、高間隙噴霧機、農業機器人、農用拖拉機等多種類型,路徑追蹤控制方法的應用與改進根據農業機械的不同作業場景和類型進行總結,而農業機械自動導航的關鍵技術主要包括定位與姿態測量、路徑規劃、路徑追蹤控制等。   研究結果顯示採用GA、PSO、DRL等演算法,對傳統路徑追蹤演算法進行改進和最佳化,以提高控制器的穩健性和精確度,純追蹤模型的前視距離對車輛的路徑追蹤精度有顯著影響。研究人員開發了具有擾動感測器的SOSMC和滑模控制器來抑制顫振,線性模型預測控制比非線性模型預測控制具有更好的性能,但線性模型預測控制存在削弱控制器對參考路徑曲率和航向變化的回應能力問題,應加強模型預測控制演算法改進。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第12期《農業科技特刊》,隨著控制系統創新和農業機械的發展,智慧控制器可為農業車輛路徑追蹤提供更好的解決方案,對未來自動農用車的路徑追蹤控制開發做出貢獻。【延伸閱讀】- 台灣農業老化、小農化 中研院農業政策建議書提8大解方
透過機器學習堆疊整合法預測智慧農場辣椒植物溫室數據
2023/11/27
近年來,由於農業結構性問題,韓國面臨農民老化、農業勞動力減少、生產面積減少、進口農產品增加等問題導致韓國農業成長、收入和出口停滯。智慧農場作為解決這些問題和振興農業的解決方案正在獲得認可,智慧農場透過監測和控制土壤品質、氣候條件和作物疾病發生等因素,以自動化和機械化優化農業流程。   研究重點團隊先建立智慧農場測試平台,並從6月至9月對溫室栽培之辣椒進行實驗,收集環境感測器數據,根據收集之數據進行核密度估計分析、數據分析和相關熱圖分析,接著利用機器學習中的長短期記憶(LSTM)、雙向長短期記憶(BiLSTM)和循環神經網路(GRU)作為基礎模型開發出堆疊整合模型。   研究結果與LSTM、BI-LSTM和GRU作為預測感測器氣溫資料變數之一之現有模型相比,團隊開發之堆疊整合模型表現出優越結果,均方誤差MSE 0.594,平均絕對誤差MAE 0.601,R平方值為 0.958。但也具備一些限制,資料收集和分析時間相對較短,大約從六月到九月,歷時約三個月,韓國四季分明,農作物生長與環境條件差異顯著。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第18期《農業科技》,這項研究建構出堆疊整合模型驗證有效預測氣溫,顯示從依賴經驗之傳統農業轉換採用數據分析和人工智慧等數位轉型,為智慧農場奠定了基礎,在農業領域具有貢獻。【延伸閱讀】- 使用物聯網與回歸機器學習運算,打造自動化智慧溫室系統
中國農業與食品應對氣候變化企業聯盟
2023/11/24
農食系統既是重要的溫室氣體排放源,又是一個巨大的碳匯系統,農食系統企業在氣候變化應對中承擔著特殊和重要的責任。   先正達集團中國聯合北大荒、百威、蒙牛、諾維信、雀巢、鑫樂、約翰迪爾、雅苒和極飛科技共同發起成立農業與食品應對氣候變化企業聯盟(以下簡稱聯盟)。聯盟成員企業將通過開展一系列聯合行動,推廣農業和食品領域固碳減排措施,降低產業鏈溫室氣體排放水平,提升農業與食品行業應對及適應氣候變化能力。同時,通過聯盟的影響力,探索協同目標和項目開展,不斷擴大和推廣先進實踐經驗,從而為減緩和適應氣候變化貢獻力量。   聯盟成立發布會上,聯盟成員企業發起聯合倡議,計劃從三個方面開展重點工作:在保障糧食安全的前提下,踐行農食領域固碳減排措施,採取高效低碳的農業及食品生產技術,推廣再生農業實踐,推動農業與食品行業可持續發展;強化企業低碳發展責任,推動公司業務的綠色可持續轉型,推進農產品和食品全生命週期溫室氣體減排,致力於提供綠色、環保且氣候友好的產品和服務;倡導協同與合作,推動綠色低碳工廠實踐,構建綠色供應鏈,賦能傳統農業與食品行業低碳轉型,為應對氣候變化貢獻力量。   農業農村部農業生態與資源保護總站總農藝師李惠斌指出,農業農村部和國家發展改革委今年印發了《農業農村減排固碳實施方案》,明確到2030年農業農村領域減排固碳主要有六項重點任務和十項農業固碳減排重點行動。此次聯盟企業既有種植型企業,也有養殖型企業,還有農機企業與食品企業,可以說在上述十大行動中都可以貢獻力量,發揮作用。【延伸閱讀】- 配合2050淨零 農委會推「企業ESG專案」鎖定3大領域
帶有蜘蛛基因的蠶紡出的纖維比防彈背心中使用的纖維堅韌六倍
2023/11/21
蛛絲是自然界機械性質最優異的蛋白質纖維,其強度為鋼的5至10倍,其彈性使其能吸收比芳綸纖維(Aramid Fiber)多3倍的能量。因而享有 「生物鋼鐵」的美譽。由於其優異的性能,可廣泛應用於軍事、航太技術、生物醫學等領域,但由於蜘蛛同類相食的特性,使蜘蛛絲始終存在難以量產的問題。   中國東華大學生物與醫學工程學院的研究人員將大腹鬼蛛(Araneus ventricosus)的蜘蛛絲蛋白基因插入蠶的DNA中,利用CRISPR-Cas9基因編輯技術和顯微注射,使蜘蛛絲蛋白可在蠶的腺體中表達,生產出的纖維具有高拉伸強度(1,299 MPa)和韌性(319 MJ/m3),比防彈背心中使用的克維拉(Kevlar)纖維堅韌六倍。由於蠶絲是目前唯一大規模商業化、飼養技術成熟的動物絲纖維,因此,利用基因改造蠶生產蜘蛛絲纖維擁有低成本、可大規模商業化等優勢。   這項研究是第一個利用蠶成功生產全長蜘蛛絲蛋白的研究,該技術可用於製造尼龍等合成商業纖維的環保替代品。研究人員表示,蜘蛛絲是一種亟待開發的戰略資源,這項研究中生產的纖維具有極高的機械性能,可用作手術縫合線,滿足全球每年超過 3 億例手術的需求,還可以用來製造更舒適的服裝和創新的防彈背心,在智慧材料、軍事、航太技術和生物醫學工程方面都有應用潛力。未來,研究人員還計劃開發可以以天然和基因工程胺基酸生產蜘蛛絲纖維的轉基因蠶。【延伸閱讀】- 利用蠶絲及蜘蛛絲作為神經損傷修復材料的應用
全球暖化日本提出最新因應措施與國內外現況趨勢整理
2023/11/17
⽬次 一. 全球暖化之現況與國際動向 全球出現氣候異常現象 氣候變遷最新科學洞見(IPCC第6次評估報告書(AR6)之概要) 全球暖化加劇氣候變遷與大規模的自然災害 重產品的產量與品質、栽種用地等未來預測 家畜傳染疾病與病蟲害侵入和蔓延風險增加 全球總體與日本農業的溫室排放量(GHG) ⽇本溫室氣體排放情況和農業領域之佔比 氣候變遷相關國際協定 二. 日本的因應措施 因應全球暖化之概要 日本農林⽔産省因應全球暖化相關計畫 「綠色糧食戰略」與全球暖化相關計畫 「綠色糧食戰略」(2021年5⽉制定) 「綠色糧食戰略」 KPI2030年⽬標設定 「綠色糧食戰略」推動策略方案 「綠色糧食戰略法」之要點  推動「綠色糧食戰略」政策 「綠色糧食戰略」相關政府方針 「綠色糧食戰略法」KPI達成措施執行進度   緩解措施 政府提出「全球暖化緩解計畫」(2021年10⽉內閣決議)⽬標與農業定位 促進降低環境負荷之「可視化」 推動農業碳中和和碳信用之應用 「2050年碳中和之綠色成長戰略」(2021年6⽉策定) 「潔淨能源戰略」之方向期中整理(農業、糧食)之概要 推動綠色轉型GX之農業領域 「巴黎協定下的成長長期戰略」(2021年10⽉內閣決議)   適應措施 農林水產省氣候變遷適應計畫之概要 因應氣候變遷適應策略 氣候變遷所帶來轉機之案例 三. 國際間因應措施 向國際間宣傳「綠色糧食戰略」 第27屆聯合國氣候變遷大會(COP27)結果概要  COP27 決議與農業相關事項 「農業日(2022年11⽉12⽇)」結果概要 FAST糧食與農業永續轉型倡議 森林與氣候的領袖夥伴(FCLP) 氣候變遷之農業創新使命倡議 英國格拉斯哥突破協議 森林、農業與商品貿易(FACT) 關於永續農業之政策對話 全球甲烷承諾 詳細資料:如附件 【延伸閱讀】- 【綠趨勢】日本2050年實現碳中和目標之綠色成長戰略(農業領域)
智慧溫室如何協助哈薩克農民全年種植蔬菜
2023/11/17
影片中展示了Almaty 地區的一個智慧溫室,該溫室可以自動控制溫度、濕度、照明、施肥和灌溉,大大的減少勞動成本。
智慧植栽系統助攻食農教育 導入16校分享成果
2023/11/16
向來幫農民解決難題的桃園區農改場,今天分享結合具自動澆灌等功能的智慧植栽系統,導入16校食農教育實況。有校長見證後說,孩子增進跟大自然的接觸,真正養成人文素養。   農業部桃園區農業改良場今天召開「食農教育一起來~桃園場『智慧植栽照護管理系統』協力推動校園食農教育」記者會。相關系統有4大工具,已導入16校於推展食農教育時運用。   桃園區農改場場長郭坤峯說,預計今年底前會推展到39所學校運用,而轄管區域有數百所學校,目前已引介青農參與相關推動,未來希望結合青農們全面推展。   台北市北投區清江國民小學營養師蕭清月也分享推展心得,她說,作物的栽種最怕病蟲害出現,透過Line群組的連結向桃園區農改場求助,運用其「都市農耕常見病蟲害轉盤教具模組」(共計18種)找出改善方法,運用柑桔精油防治有成。   她還說,最初選擇栽植作物,則是運用「都會地區適栽作物檢索工具」,篩出學校的環境適合栽種的作物,再讓學生透過民主方式決定栽種作物,學生並會繪圖、做曲線圖記錄過程,從中甚至學會團隊運作、企劃,最後並將自己栽種作物做成清蔥炒蛋、仙草凍美食享用。   桃園區農改場補充,此工具為內含107種作物的軟體,選擇光照等條件後,會出現適合栽種的相關作物。   另外,「可組裝之熱發酵堆肥箱模組」已由廠商開發成商品,市價約新台幣8000元左右,可將乾枯枝條、樹葉放入,可測試出發酵最適溫度,約計3個月後會成為有機資材,讓學生用於自己栽種的作物上。   還有,自動澆灌系統則包含結合WiFi聯網灌溉控制器與環境傳感器等設備,合計約1萬多元,會根據不同作物特性、感測土壤濕度後,整合相關資訊自動灌溉,幫助師生休假不在時澆灌作物。   見證推動歷程的清江國民小學校長林勝聰,並對這趟結合智慧科技的食農教育下了精要的註解,他說,發現孩子自己會「自動」澆灌,真正養成人文素養。   他認為,相對於自然科學的學習也會帶來課業壓力,應把握小學生課業壓力沒那麼大時,應珍惜其無限潛力,讓孩子摸到土壤、到田裡照護作物,增進跟大自然的接觸,自然會對飲食有感覺、有感情而惜食。   農業部農民輔導司司長陳俊言也說,現在不只是都市,連鄉下的孩子都不會觸摸土壤,讓孩子接觸大自然,自然就會珍惜農作物、有人文素養,成為永續農業最佳代言人。【延伸閱讀】- 餐桌上的食物,你會關心什麼呢?
農用拖拉機混合燃料電池動力模擬系統規模化設計和驗證
2023/11/15
電動和混合動力系統可以減少車輛對氣候變遷和全球暖化的環境影響,也包含農業非道路移動機械(NRMM)領域,在NRMM中,農用拖拉機為是食品供應鏈中的關鍵要素之一,為了降低拖拉機碳排,除了電氣化之外,替代的可能途徑是採用廢氣後處理系統或使用生物燃料,例如生物柴油和沼氣,而不是傳統的柴油。   研究重點以燃料電池透過模擬控制的直流電源進行仿真,重現電壓之電流曲線,為了在模擬燃料電池和電池之間分配功率,使用了DC-DC功率轉換器,並開發了簡單能量管理策略,使用由可程式直流電子負載和電源組成的負載單元來再現外部負載,而燃料電池也逐漸受到關注,可降低碳排放,並且相當於內燃機的傳統動力,故可能將成為未來一種替代方案。   研究結果提出了用於模擬混合燃料電池/電池動力系統的規模測試平台開發,在不同EMS及工作循環中得知結果顯示峰值效率約為 93%,然而,在幾乎整個負載範圍內,效率均高於88%,而FC的模擬還可以降低複雜性和安全性問題。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊第15期《農業機械技術發展》,研究團隊成功透過模擬電池動力系統在測試平台中,不同EMS狀況下得到高效率結果,未來將對於農業機械電池動力能源管理及碳排放做出貢獻。【延伸閱讀】- 以糞便為動力的拖拉機可減少農業溫室氣體排放

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