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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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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
2023/08/28
近年來用於溫室植物生長的精準農業(PA)越來越受歡迎,是檢測溫室氣候的方法之一,蒐集環境數據上傳到雲端,農業專家可根據數據採取行動,並可利用數據訓練人工智慧做出適當反應,可在最新物聯網創新技術中看到,是一種將任何設備連接到物聯網之技術。   印度拉夫里科技大學、北安查爾大學、奈季蘭大學合作團隊以回歸機器學習模型,加上雲、霧感測器收集到的數據,利用回歸模型及邊緣運算,採用嵌入式系統來分析溫室執行參數開發出預測模型,聯動感測器與自動化設備,提供溫室內植物在不同時間點所需要的環境條件(例如:土壤濕度、溫室內二氧化碳濃度等),研究結果發現研究內提出模型經由對比分析,預測模型準確性優於現今農業系統現有技術。   研究成果已發表在MDPI應用科學期刊《農業4.0》第19期,有助於現代農業實踐,未來提高農作物品質和產量,並降低生產成本,在機器學習中,回歸分析有助於理解當其他自變數保持不變時,因變數的值如何根據自變數變化,從而精確控制作物品質與產量,未來發展智慧農業做出貢獻。【延伸閱讀】- 農業因應氣候變遷!日本農研機構建構 AI 人工氣象室
TartanPest : Robotic Solution to Help Seek and Remove Spotted Lanternfly Eggs : Farm-ng Competition 可用於清除害蟲卵塊的機器人
2023/08/25
美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)機器人研究所的一個團隊開發了一種自動化機器人名為TartanPest,可用來控制斑衣蠟蟬的傳播。TartanPest是該團隊參加農機公司Farm-ng的 2023 年農場機器人挑戰賽的參賽作品,它結合了全電動的拖拉機、機械手臂和電腦視覺技術在田野和森林中行走,利用700 張斑衣蠟蟬卵塊照片以及深度學習模型,機器人能識別卵塊並將它們從表面刮掉清除。每個卵塊中約包含 30-50 個卵,通常會出現在樹木、岩石、戶外家具和生鏽的金屬表面上,在每年秋天產下並於春天孵化,孕育出新一代的害蟲。
【增匯】最新研究顯示真菌在淨零碳排中扮演關鍵角色
2023/08/23
菌根菌(Mycorrhizal Fungi)為真菌的一種,會與植物根部相互交織,形成「菌根」的網狀結構,並與植物發展出共生關係,菌根菌幫助植物吸收水分及養分,植物則行光合作用將空氣中二氧化碳轉化為醣類,提供菌根菌做為能量來源。這些真菌存在地球超過4.5億年,並在地底下構築了巨大的菌根網絡,為土壤生態系統重要的生物之一。   由於現代農業及工業的發展加速破壞土壤生態系統,聯合國預估2050年全球將有90%的土壤退化,嚴重影響農業生產。英國謝菲爾德大學(University of Sheffield)的研究人員表示,多數研究關注在恢復和保護「地上的」森林及植被,以解決全球暖化及氣候變遷帶來的問題,而「地下的」菌根菌長時間埋藏在土壤裡,人們很難意識到它的存在,近年來越來越多證據顯示菌根菌參與碳循環,協助將碳儲存到土壤中,其吸納碳的能力不容小覷。因此,研究團隊針對數百種種有植物的土壤進行了綜合分析,研究結果顯示,地球每年約有131.2億噸由菌根菌移轉植物吸收的二氧化碳儲存至土壤中,相當於全球化石燃料排放量的36%,比中國每年的碳排量還多,因此菌根菌可說是最有效的碳捕獲工具,對於增加全球生物多樣性及土壤碳匯存在重要性。   目前對於菌根菌的了解甚少,研究團隊正在研究菌根菌如何增加土壤碳匯以及在其他養分循環的作用,透過田間實驗模擬未來氣候環境,增加對土壤真菌及其他微生物如何將碳轉移至地下的了解,以及氣候變遷對其的影響,並進一步確認真菌在土壤生態系統中扮演的角色。研究人員呼籲採取更多行動來進行土壤保育,並將菌根菌納入維護全球生物多樣性及淨零碳排策略中。【延伸閱讀】- 【增匯】城市樹木和土壤的碳匯比我們想像的多
【增匯】研究顯示覆蓋作物有助於維持土壤健康
2023/08/22
覆蓋作物(cover crop)是在主要作物休耕期間種植的植物,主要功能是防止土壤沖蝕和改善土質。覆蓋作物可吸收空氣中的二氧化碳,並將其轉換後儲存至土壤中,增加土壤碳含量而提升土壤健康狀況,透過覆蓋作物可最大程度減少發展中國家面臨之土壤退化、氣候變遷危機以及糧食安全問題,提高農業的永續性。   美國南達科他州立大學的研究人員針對61 篇關於覆蓋作物的研究進行綜合分析,結果顯示,與無覆蓋作物的玉米田相較,種植覆蓋作物的玉米田其土壤有機碳(Soil Organic Carbon, SOC)含量高出了7.3%,玉米產量則增加了23%。若將美國境內玉米田皆種植覆蓋作物,並以每公頃0.8毫克固碳率計算,每年可增加2,912萬毫克的土壤有機碳,等同將1.07億噸二氧化碳封存在土壤中,這相當於2.48億桶石油或2,380萬輛汽車一年的溫室氣體排放量。   另一方面,研究人員透過田間試驗發現,黑麥覆蓋作物從生長至死亡分解之N2O(溫室氣體之一)排放量總和,與無覆蓋作物相比並無明顯差異。結果顯示種植覆蓋作物對溫室氣體排放量並無影響,卻可透過調整土壤微生物、土壤濕度及土壤有機碳含量來改善土質、維持土壤健康,進而增加下一季之農作物產量。從長遠來看,覆蓋作物對土壤有機碳的改善將帶來更好的土壤功能和生產力,因此可以做為碳封存及強化作物生產永續性的策略之一。【延伸閱讀】- 覆蓋作物的殘留物質影響雜草的控制
拓展農業機械OpenAPI數據聯動
2023/08/21
近年來,日本國內農民數量急劇減少和人口老齡化,導致農作技術的傳承成為問題,為使農民不受限各不同製造廠商的框架限制,彙整從農機設備取得的作業紀錄達到數據統一整合管理,日本農研機構NARO於2021年4月召集國內各農機設備製造廠商、ICT供應商、業界團體等共同設立農機API共通聯盟,加速業界間的數據鏈結,提升農民數據之應用。 先將農機設備商、業界、ICT供應商及學術界整合,各領域數據互通及實場驗證,彙整數據產出報告回饋給業界專家,進行幫助與指導。   NARO於2022年透過實場驗證其有效性,對API標準規範進行調整與修訂,為提高農機設備數據的可用性,農業機械設備製造商快速實施API,循環烘乾機和溫室園藝設備(環境數據)中的數據更新修訂條約內容,並新增糧食檢驗設備項目條約。透過農業機械設備製造商按照標準規範實施API管理系統,ICT供應商可以透過API平台可以獲得一致性數據,而不必擔心製造商之間數據差異。這使得收集和分析農業機械和設備數據變得更加容易,從而提高了農民的便利性和軟體功能。 左圖為農機數據聯動演示,數據將登錄到API管理系統(右圖),可得知運行狀態,與實際場域狀況進行有效性驗證。   農機API共通聯盟將以各製造廠商提供實際標準農機API規格說明書,以及安全數據鏈結的API連結檢驗表和API契約模板的農業API使用條款範例等研究成果概要制定成《成果總結報告書》。隨著此成果之推廣,未來更有助於農民能簡單明瞭應用農機設備的各種數據,整合各相關業者,增加機器種類以及項目擴充等,創造農業數位化環境。【延伸閱讀】- 資通訊科技於澳洲農業應用之現況
中國南亞所在鳳梨黑心病機制研究和防控技術研究方面取得新進展
2023/08/18
近日,南亞所園藝產品採後保鮮與加工研究室在鳳梨黑心病機制研究和防控技術研究方面取得新進展。該研究最大的亮點是採用熱空氣技術控制了鳳梨採後黑心病的發生,打破了多年來形成的鳳梨黑心病可防不可治的觀念,並在此基礎上鑑定了多條以氧化損傷為特點的黑心病相關的代謝途徑,挖掘一系列熱空氣處理減輕鳳梨黑心病發生相關調控基因(如HSF和HSP),並構建理論示意圖,清晰闡明了熱空氣處理控制鳳梨黑心病發生的機理。   鳳梨是廣東湛江雷州半島的重要經濟作物, 鳳梨產業已經成為華南熱帶地區支柱產業。鳳梨採後黑心病問題長期困擾鳳梨產業高質量發展,如何防控採後鳳梨黑心病的發生已經成為當地政府和果農亟待解決的問題。該研究結果不僅提出熱空氣處理是一種安全有效、應用方便的鳳梨採後黑心病控制方法,更構建熱空氣處理減輕鳳梨黑心病發生理論模型,為鳳梨黑心病抗病基因挖掘和新品種培育提供理論依據,該成果在熱帶果蔬保鮮領域中具有廣闊的應用前景。   該研究成果以“Insight into the physiological and molecular mechanisms of hot air treatment which reduce internal browning in winter-harvested pineapples” 為題國際top期刊《Postharvest biology and technology》(SCI一區,IF=6.751)發表。中國熱科院南亞所宋康華為論文第一作者,洪克前副研究員、姚全勝副研究員和張秀梅研究員為論文共同通訊作者。該項工作得到了國家重點研發計劃項目、海南省自然科學基金和中央級公益性科研院所基本科研業務費項目的支持。【延伸閱讀】- 最新研究發現數個可提升高粱產量的關鍵基因
運用天氣數據,開發農作灌溉支援系統防止旱災
2023/08/15
在日本健康意識提高等背景下,至2020年,食用大豆銷量為105萬噸/年,但日本大豆生產降低,單位面積產量停滯是原因之一,提高大豆產量是解決供需問題的重要課題,由於日本種植大豆水田多數排水不良,若加上降雨量少的季節,導致農民用水不足,而無法灌溉。所以NARO開發天氣數 據與土壤數據庫之整合系統,嘗試以演算法推播警訊給農民,經由實驗多年明確可使產量提高、節省勞動力和降低乾旱風險等目的,為區域發展做出了農業數據運用和糧食穩定供應。 農業灌溉系統流程   農民可將耕作方式、苗期等輸入至農業灌溉系統,將數據整合至API平台從土壤及氣象情報中,經由數據演算,可提前9天得知乾旱風險值及估算土壤溼度範圍值,提醒農民適當灌溉的時間。   NARO開發許多農業系統,也逐漸將這些系統整合在API平台上,提供農業相關業者使用數據互聯,而農業灌溉系統將利用NARO累積的1公里網狀天氣數據截取與土壤數據,加上農民耕作方式增加等農場管理資訊,經由數據演算法,不但可提前9天得知乾旱天氣,還能精準估算土壤濕度,主動發出警報給農民,農民可藉由此系統,提前規劃灌溉時間,預計這將在乾旱季節減輕農民負擔。 農業灌溉系統估算土壤濕度   根據土壤數據,計算該土壤層植物用水量,包含降雨水量及排水量等數據進行估算。   研究結果現經由2019至2022年試驗,大豆平均產量成長10%,此系統可將乾旱風險可視化,研究成果預計未來將擴大範圍、地區運用,以及進行系統改進,期望更多地區農民可深入了解乾旱應對之重要性,扶植農民耕作及穩定農作物產量。【延伸閱讀】- 氣象數據支持水稻、小麥、大豆栽培管理支援系統
日本三大名茶之一!埼玉縣狭山茶的數位化轉型
2023/08/14
一般提到日本銘茶,首先映入腦海大多是静岡茶或宇治茶,尤其是富士山下的靜岡茶更是舉世聞名。同樣有日本三大銘茶美譽之稱的狭山茶卻鮮為人知。狭山茶產地位於琦玉縣入間地區一帶,從當地流傳一句「靜岡是色,宇治是香,狹山是味」的採茶歌謠,更能顯化出歷史悠久的狭山茶,在日本人心中有著舉足輕重的地位。   然而,狭山茶和其他農作物並無差別,同樣面臨氣候與環境的挑戰,以及人手不足與高齡化等困境,加上茶園大多位於丘陵地帶,夾雜寒帶氣候等條件下,數位化技術無疑已是解決茶葉生產力的途徑之一。   對此,埼玉縣茶葉研究所自2022 年度開始推動狭山茶DX 試驗計畫,主要其研究內容與現階段研究成果介紹如下: 狭山茶DX 試驗計畫-研究內容 開發掌控茶園的溫度與土壤水分的LINE APP 通訊軟體(下圖1) 從影像數據,開發茶葉主要害蟲「捲葉蛾類」發生預測技術。 其他,期間視使用者建議與現況追加其他功能。 圖1.狭山茶DX 茶園LINE APP 通訊系統示意圖 2022 年度研究成果-開發茶園環境監控系統 ⚫研究內容 (1)硬體開發 應用Arduino 印刷電路板,每隔15 分鐘將感測數據傳遞網路上(sigfox backend cloud)。現階段設備運作已嘗試利用太陽能板不間斷供電。惟,連續陰天發生供應電量不足問題,已列入未來改善項目之一。 (2)系統建構 系統大多利用 Python 語言編寫,截至 2022 年1 月已可透過LINE APP 查詢①環境感測數據、②日本氣象廳發布的警報和警訊、③茶葉研究所的害蟲預報資訊。此外,霜凍警告已設定為自動發送。 (3)試運行現況與成果 這項系統自2020 年4 月起,提供縣內的茶葉生產者試營運,目前2022 年1 月共計71 位使用人數,其中縣內茶生產者50 位。其根據問卷調查結果得知雖有一定戶數的農家已使用本系統,但仍無法確切掌握數據的使用方式。 ⚫ 未來展望   未來仍側重於數據的運用模式,並針對此進一步持續探討與試驗。具體則與農研機構的農業環境研究部門合作,共同研究開發發芽率的預測、凍霜害風險可視化、利用誘捕器監視病蟲害發生等項目。由於這項系統可彈性靈活改善其規格,因此期望加入生產者的意見,能更有助於研發團隊能更加瞭解生產現場所面臨問題, 並加以解決。   2023 年度研究成果-開發生長與病蟲害預測技術 ⚫研究內容 (1)發芽率預測LINE APP 改良LINE APP 的發芽率預測功能(Kimura,Kudo,&Maruyama,2021)。2022 年10 月針對系統使用者進行問卷調查,其結果約有45.2%的系統使用率。 (2)增加LINE 系統附加功能 在LINE APP 增加了查詢茶葉研究所的成果資訊功能。 (3)從捲葉蛾類影像,開發病蟲害預測技術 從誘捕器中的所誘殺的捲葉蛾類圖像,研發病蟲害預測系統。雖然少量透過影像處理成本較高,若達一定數量,與實際測量數量幾乎達一致性,其精準度高達91%。這項技術可透過手機連結至茶園所裝置的攝影機,可立即及時確認病蟲害的發生量。(圖2) 圖2.從捲葉蛾類影像,開發病蟲害預測技術 ⚫未來展望   這項系統,截至2022 年12 月已有超過100 位的使用者(其中農民約有75 位)。為持續推動茶葉數位化,研究團隊持續致力於改善捲葉蛾類的病蟲害預測、在無使用農藥Pluto® MC 的情況下,推估桑介殼蟲病蟲害防治最佳時期,以及葉片濕度感測採摘遠距測定技術,並納入使用者的建議持續精進此項系統之研究。【延伸閱讀】- 2023年茶產業需要關注的六大趨勢
以植物生產的口服胰島素可以用更佳的方式調節血糖
2023/08/11
最近的臨床研究顯示,透過胰島素筆注射會使胰島素在短時間內快速到達血液,可能會導致低血糖或使血糖低於健康範圍。雖然自動胰島素幫浦可以提供精確的胰島素施用並將這種風險降至最低,但其價格昂貴,而且僅適用於部分糖尿病患者。   根據美國賓夕法尼亞大學(University of Pennsylvania)牙科醫學院研究團隊發表的一項新研究顯示,植物來源的口服胰島素元(proinsulin)可以解決這些缺點。該研究團隊使用基因槍將胰島素基因整合到生菜植物的基因組中,開發了一種植物性胰島素,其中完整包含天然胰島素中存在的三種胜肽。研究人員將生長的生菜冷凍乾燥、磨碎後,按照 FDA的法規指南製備用於口服遞送。試驗結果顯示,在被腸道微生物分解之前,植物細胞壁的強度可以保護胰島素免受患者胃中的酸和酶的影響。然後,釋放的胰島素將透過腸-肝軸(Gut-Liver axis)輸送到肝臟。團隊使用糖尿病小鼠模型試驗發現,植物胰島素在攝取後15分鐘內調節血糖的效果與自然分泌的胰島素非常相似。相比之下,接受傳統胰島素注射治療的小鼠血糖迅速下降,會導致短暫性的低血糖。   該團隊的研究員在 2015 年發表的一項研究中首次展現了用生菜植物生產低成本藥物的商業可行性,研究人員使用萵苣葉生產出一種對血友病患者有效的藥物。團隊還致力於研究植物來源的藥物,並開發了一種植物製作的口香糖,可以減少唾液中 COVID-19 的病毒量。研究人員表示,低血糖風險是目前胰島素輸送系統的最大缺點之一,嚴重時甚至可能導致昏迷。此種口服的胰島素的作用就像天然胰島素一樣,可以最大程度的減少低血糖的風險。醫療保健的可負擔性和普及性是這項研究的基礎,以植物為基礎的藥物傳輸可能會大大的改變糖尿病和其他疾病的治療方法,患者未來將有機會可以用更低的成本獲得更好的藥物。未來,團隊計劃繼續在犬類和人類受試者中測試植物性胰島素。【延伸閱讀】- 臺灣特有種土肉桂 改善糖尿病研究分析
中興大學攜手台灣先進酒精 投入循環農業研究
2023/08/10
台灣先進酒精股份有限公司與國立中興大學攜手,共同投入農業生產碳資源整合規劃,建立台灣先進農業生產負碳製程、循環農業及策略規劃技術,創造農業剩餘物資能源價值。   中興大學今天發布新聞稿指出,國內規模最大藥用酒精生產企業台灣先進酒精股份有限公司,7日與中興大學簽約合作備忘錄,由興大校長詹富智與台灣先進酒精董事長劉健誼代表簽約,產學合作新台幣1000萬元,投入農業生產碳資源整合規劃工作。   詹富智表示,與台灣先進酒精合作,擴大興大產學研究能力,針對農業廢棄物能源化、硬質玉米田間廢棄物利用開發、捕抓二氧化碳排放、玉米酒粕(DDGS)再利用等領域進行技術研發,開創多元再生能源發展與推動淨零碳排,強化台灣能源自主與科技創新。   劉健誼指出,台灣藥用酒精原料幾乎完全依賴國外進口,為確保國內穩定的醫療需求,國內在地自主生產更顯重要,台灣先進酒精結合政府推動的大糧倉計畫及農業剩餘資源淨零的大循環計畫,可確保平時解決農作物生產過剩,並穩定國家醫療物資自主生產。   雙方合作有四大面向,農業廢棄物能源化,將投入肉雞雞糞產電,替代台灣先進酒 精公司天然氣使用,預估可減少5萬5000噸二氧化碳排放,燃燒後提供1萬2000噸高質量磷鉀肥,提供循環種植使用,減少進口高碳排磷鉀肥。   大糧倉計畫硬質玉米田間廢棄物利用開發方面,則發展玉米芯及結桿與蛋雞糞作成廢棄物固形燃料,預計可解決200萬噸以上的田間廢棄物作為能源使用。   捕抓二氧化碳排放方面,藥用酒精發酵過程回收2萬噸以上植物基二氧化碳,透過生質能源發電,建立回收二氧化碳系統。玉米酒粕(DDGS)再利用方面,則開發玉米酒粕再發酵技術,降低禽畜產甲烷。【延伸閱讀】- 將甘蔗副產物做為第二代生質酒精以外的另一種利用
研究顯示園藝治療能促進銀髮族身心健康
2023/08/07
許多研究指出,園藝治療對人類健康有益,例如緩解壓力和焦慮帶來的壓力、穩定情緒、建立自尊心、強化社區意識以及改善身體健康等。美國園藝治療協會 (AHTA) 將園藝治療對定義為一種涉及參與室內或室外園藝活動的治療措施,經證明具有治療價值,可透過刺激五感(視覺、聽覺、味覺、觸覺和嗅覺)來減輕壓力、降低血壓和增強自信,並改善身心健康。與植物進行接觸活動的銀髮族會感到責任感增強,解決問題的機會也會增加,可減少孤立感、痛苦感和認知障礙的風險,進而通過更多的社交互動改善心理健康,而體力活動亦可以降低患心臟病或其他疾病的風險。另外有研究報告稱,給予失智症患者感官刺激可以改善情緒障礙和行為問題,提高心理健康和生活品質,以及對認知功能具有積極影響。   目前臺灣已經進入高齡化社會,並預計於2025年邁入超高齡社會。迄今為止,很少有研究調查園藝對黏膜免疫的影響。由綠色療癒力學院、中國醫藥大學及國立臺灣體育運動大學組成的研究團隊想知道從事園藝治療活動誘發的積極情緒是否會影響老年人的粘膜免疫,因此以問卷調查的方式探討了六種類型的園藝活動對心理狀態的益處,並進一步評估了園藝活動期間年長受試者唾液中黏膜免疫相關的標誌物質。研究結果顯示,在為期6週的園藝治療活動後,受試者睡眠品質有顯著改善,生活滿意度、幸福感和快樂感等主觀感受在各種園藝活動中均有增強,此外,免疫相關防禦蛋白亦有所增加。而在這項研究的 24 名參與者中,儘管其中15人患有不同程度的失智症,但無論失智症處於哪個階段,他們都表示喜歡園藝治療活動。由這項研究結果可知,園藝治療方案可有效提高年長族群的積極心理情緒、睡眠品質和黏膜免疫力,可以成為未來長照機構設計銀髮族活動時的參考,成為促進年長族群身心健康的有效工具。【延伸閱讀】- 日本園藝療法的源起與研究效益
Are Robot Bees The Future? 機器蜜蜂會是未來嗎?
2023/08/04
蜜蜂對於人類的重要性不言而喻,有75%主要作物依賴動物授粉。但幾十年來,蜜蜂持續面臨各種困境,包含棲地喪失、殺蟲劑、氣候變遷等,然而機器蜜蜂會是未來的解方嗎?
中國熱科院香飲所在菠蘿蜜多醣研究取得新進展
2023/08/04
肥胖是當今世界公共衛生面臨的最大挑戰之一,也是我國公共健康的主要問題。最新研究發現,活性多醣作為一類功能物質,不僅具有免疫調節功能,還可通過調節ATGL-(PPAR-α)、(SREBP-1c)-ACC/FAS和ACC-CPT1等途徑介導糖脂質代謝,在維持細胞和組織的功能及健康方面起著重要作用。近年來,熱科院香飲所研究團隊圍繞特色熱帶作物功能因數挖掘與利用關鍵科學問題,以菠蘿蜜、苦丁茶等作物為研究物件,對農產品中功能性多醣抗氧化活性、免疫調節及其胃腸消化吸收與腸道菌群調整方面的相互關係進行系統研究,為熱帶農產品高值化開發利用奠定理論基礎。   為探究菠蘿蜜多醣對肥胖大鼠腸道免疫屏障的調節作用,團隊通過高脂誘導肥胖大鼠模型,研究了菠蘿蜜多醣對高脂誘導肥胖大鼠腸道的保護作用及機制。結果表明,菠蘿蜜多醣可改善結腸氧化損傷,抑制小腸葡萄糖轉運以降低血糖,修復腸道黏膜損傷以改善黏膜的屏障功能,並通過下調炎症基因TNF-α和IL-6的表達,上調短鏈脂肪酸受體基因GPR43和GPR41以及緊密連接蛋白Occludin表達,增強腸道免疫屏障功能和機械屏障功能。以“Polysaccharides from Artocarpus heterophyllus Lam. (jackfruit) pulp improves intestinal barrier functions of high fat diet-induced obese rats”為題的研究論文發表于JCR一區期刊《Frontiers in Nutrition》。熱科院香飲所聯合海南大學培養碩士曾順江和海南大學曹君博士/副教授為該論文共同第一作者,熱科院香飲所朱科學博士/副研究員和譚樂和研究員為論文通訊作者。   團隊進一步研究了菠蘿蜜多醣對高脂誘導肥胖大鼠肝臟的保護作用及機制。結果表明,菠蘿蜜多醣顯著改善肥胖大鼠血脂指標,緩解肝組織中的炎症和脂質積累,通過啟動脂肪分解通路(PPARα/PPARγ-LPL/HSL-CPT1)和脂肪酸的β氧化通路(PPARα/PPARγ-CPT1),抑制AMPK介導的脂肪合成通路(AMPK/(SREBP-1c)-ACC-FAS),促進游離脂肪酸受體基因(GPR43、GPR41)的表達,干預產熱基因(UCP2)的表達,調控肝臟和肝脂肪組織的脂代謝,發揮對肥胖大鼠肝臟的保護作用。以“Protective effects of polysaccharide from Artocarpus heterophyllus Lam. (jackfruit) pulp on non-alcoholic fatty liver disease in high-fat diet rats via PPAR and AMPK signaling pathways”為題的研究論文發表于JCR二區期刊《Journal of Functional Foods》。熱科院香飲所聯合海南大學培養碩士曾順江為該論文第一作者,熱科院香飲所朱科學博士/副研究員和海南大學曹君博士/副教授為論文通訊作者。   以上研究成果依託海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質控制重點實驗室,得到加工與工程技術研究室/熱帶木本糧研究中心團隊成員的支持,獲國家自然科學基金青年科學基金專案(No. 31901649)和院基本科研業務費專項2022年科技“揭榜掛帥”專案(No. 1630142022009)資助。【延伸閱讀】- 動物實驗中證實綠茶能阻斷肥胖、降低健康風險
虎科大智慧研發再上層樓 連奪亞太永續行動金銀獎
2023/08/03
國立虎尾科技大學最近在農業、綠能、醫療領域的研究或比賽,喜訊連傳,接連奪金得銀,獲獎連連,包括綠能經濟與農業永續、社會共融、碳排監控囊括「第2屆亞太永續行動獎」金獎與銀獎;同時與長庚科技大學護理系聯手拿下「2023創創AIoT競賽」,奪下「數位照護」第2名與優選殊榮。   虎科大校長張信良指出,TCSA台灣企業永續獎委員會為響應聯合國17項永續發展目標,表揚在環境、社會、經濟等層面永續發展的貢獻,舉辦APSAA「亞太永續行動獎」,虎科大囊括金獎和銀獎。   其中虎科大團隊研發的「自行車客製化非圓形鏈輪」推動低碳能源轉型與綠色交通,以科技導入運動生理學,設計出符合每位使用者騎乘特點的非圓形鏈盤,同時依各年齡層設計個人化友善交通工具,大幅提高騎乘效率,榮獲金獎。   農業科技系教授戴守谷帶領的團隊,整合雲林農業的區域優勢資源,推動有機農業的智慧化生產,開創新農業經營模式,提高經濟效益,也提高學生從農意願,解決農業缺工,榮獲銀獎。   同時在APSAA「台灣永續行動獎」也拿下1金2銅,飛機工程系副教授林中彥團隊的「更湛藍自由的美好天空」奪金,多媒體設計系教授廖敦如團隊「遇見他里霧」及工業管理系教授李孟樺團隊「精實智造碳排監控系統」雙雙得銅。   此外,在「2023第7屆創創AIoT競賽」虎科大也與長庚技大護理系聯手奪下「數位照護」第2名與優選,這項跨領域科技大賽,全國逾35所大專院校逾130件作品參賽,虎科大資工系副教授林武杰、電機系副教授林光浩,整合長庚科大護理系研究能量,在眾多作品中脫穎而出。   得獎作品「步態異常檢測」應用步態檢測導入步態異常的鑒別診斷,可提早偵測步態問題,即時導入神經或骨科醫師支援,通過綜合分析進行術後與復健評估。作品「居家智能藥櫃」則讓藥櫃具備防潮冷藏及紀錄藥物取用時間、次數功能,有效協助長者解決錯誤用藥問題。   校長張信良說,透過半導體與科技軟硬體,深入了解實際產業需求,協助年輕學子運用新思維開創AIoT科技,解決產業痛點,提升社會照護能量,意義非凡。【延伸閱讀】- 袋栽菇類製包技術回顧與智慧化發展初探
新的農業科技將可能改變全球茶產業
2023/08/02
自3世紀以來,飲茶就已成為人類日常生活的一部分。茶葉生產方式則從用竹篩曬乾葉子再用火把葉子烘乾,到現今極度仰賴機器與電腦程式。透過運用萎凋機傳送帶傳遞茶葉至乾燥室,與機械化乾燥機的應用,得以快速冷卻枯萎葉子並減少風味損失及縮短加工時間,茶葉的生產現今已與科學技術密不可分。   縱使全球經濟不景氣,但茶產業仍蓬勃發展。目前的預測顯示,由於越來越多的企業進入精品茶產業,商業領域的發展將超過個人消費市場。聯合國環境規劃署近期的一份報告中說明,小規模種植者將從精品茶的熱潮中獲得最大受益,因為以前被忽視的種植者有可能在後疫情世界中取得所需的投資。然而,為提升全球茶葉生產標準需要技術解決方案,茶農需要投資和獲得服務及基礎設施的機會,藉由可以遠端或現場監控的農業技術解決方案,能夠使農民在培訓後有效利用新技術進行工作。   現今的茶產業除了採摘茶是靠人力外,大多數的茶業生產已高度機械化,例如以茶葉加工設備進行碾壓、萎凋、切碎、乾燥、發酵和包裝等一條龍程序。另一方面,智慧農業正在開創永續農業的新時代。智慧農場透過使用物聯網及一系列感測器、軟體和地理定位服務,在生產過程中融合智慧技術,可協助農民與提高工廠的營運效率。農場能夠快速獲得天氣變化和土壤品質的最新數據,同時做出更明智的決策。智慧農業技術網路讓農民能夠獲得氣溫、土壤濕度、光照和二氧化碳等資訊,目前世界各地的茶園中已開始進行了測試。除了提高管理效率外,這些數據還可以與歷史數據進行比較,以幫助農民了解作物在特定年份表現出色或表現不佳的確切原因。   而垂直農業是可以在室內、低變化性的環境下運用不同科技技術種植作物的農作方式,若茶葉種植也應用此方法,茶農則可以不再需要使用農藥。因為垂直農場能夠使用潔淨室技術來複製藥品生產中使用的相同安全標準實施消毒,防止病蟲害進入,這是大規模生產茶葉的理想選擇。   總結以上,透過應用現代化機械與物聯網技術相結合的智慧農業科技,可以提升全球茶產業的產量、減少差異性並保持茶產業的永續性,以效益最大化的方式有效生產。【延伸閱讀】- 何時可採茶?台灣茶葉生產管理資訊平台幫忙預測
適應氣候變化:研究人員發現可使大麥提早開花的天然基因變異
2023/07/31
植物在幾百萬年的時間裡已經適應了周圍環境的發展,然而,由於全球暖化的速度進展得太快,因此植物幾乎沒有時間演化以適應新的天氣條件。目前大麥品種的遺傳多樣性有限,這表示它們只能小部分適應氣候變遷過程中不斷變化的環境條件,這也促使了許多研究人員尋找未來使作物更快適應氣候與環境的方法。   來自德國馬丁路德大學 (MARTIN-LUTHER-UNIVERSITÄT HALLE-WITTENBERG) 的一個團隊在《Experimental Botany》期刊上發表研究,發現大麥遺傳物質的微小變異使這些植物比目前的大麥品種發育更快,因此開花更早。同時產量保持不變。他們在EARLY FLOWERING3 (ELF3) 基因中找到了關鍵,ELF3基因在植物發育中起著重要作用,是植物生物鐘的重要組成部分,控制著植物的晝夜節律和季節相關的反應。   在田間試驗和溫室實驗中,團隊透過將已建立的大麥品種 (Barke) 與各種野生大麥雜交,並研究ELF3基因的不同自然突變。研究人員發現了一種具有特殊性質的變異,使植物的發育速度要快得多,這些植物在溫室試驗中最多可提前 18 天開花,在田間試驗中最多提前 4 天開花。根據天氣情況的不同,即使是四天也會極大的影響產量,因為植物可以在可能的有害事件發生之前完成重要的發育階段。研究人員表示,與野生大麥的天然突變種雜交通常會導致產量損失。值得注意的是,在此研究中情況並非如此。帶有特殊天然 ELF3 變異的大麥產生了與原品種相當的產量。這樣的結果可能有助於創造新的、具有氣候適應能力的大麥。研究人員表示,透過與自然變種雜交,發現大麥可以在乾旱期到來之前開花,比開花較晚的品種產量更高。而為了在全球暖化的情況下確保世界糧食供應,這種適應是必要的。   該研究由歐洲社會基金、歐洲區域發展基金,以及德國聯邦教育和研究部及德國研究基金會資助。【延伸閱讀】- 今日的農作物品種選育,需因應未來不確定的氣候提前做準備
BigGIS系統
2023/07/28
台灣時常收到颱風、地震等災害威脅,如何應用智慧科技善加治理,才能面對各種極端氣候事件。過去,水保局累積大量防災大數據,建置了巨量空間資訊系統(BigGIS)。BigGIS使用開放源碼之先進技術,兼具效能、擴充性與一致性之檔案標準化處理技術, 使用者可設定任意時間、空間、或其他屬性,快速搜尋查找巨量圖資, 並展示於兼具2D/3D、區域型3D、單/雙視窗與Google街景連動介面之網際網路資訊平臺。
校園內建置智慧溫室基地 清大教授為光華高工培育智慧人才
2023/07/27
台中市光華高工邀請清華大學教授黃能富擔任該校智慧人才培育專案主持人,在光華高工校園裡建置智慧溫室示範基地,並透過物聯網與人工智慧(AI)管理。今天基地落成起用,未來將以一年時間以實作方式教導光華學生學習物聯網與AI應用,不但學習最新科技技術,也讓學生成為解決農業缺工、人工老化和氣候變遷問題的人才。   教育部次長林騰蛟上午透過視訊,恭喜光華高工此一發展。台中市教育局主任秘書郭明洲參加揭幕式也表示,台中市重視技職教育,非常肯定光華高工將新科技引進校園,讓學生有學習機會。   黃能富在演說中指出,AI能辨識作物中成長的狀況,例如它的果實、害蟲等,它運用的鏡頭比我們的眼睛還厲害,看到一般眼睛看不清楚的東西,再把這些數據和影響送至雲端,讓管理者可以據此管理。他也在示範基地中展示,作物的生長若是怕雨,溫室一偵測到下雨,上層的簾幕會自動拉上,若溫度太高,另一層簾幕也會自動拉上。   他說,學生們在一年的時間內可以學習物聯網和AI技術,課程有兩百小時,除了基礎理論,也特別強調實作,因此設計了很多實習的項目,讓學生們從動手做學習;學生們的創意也會在農場中實現、驗證,可以學到扎實的基礎。   校長賈德琪感謝市政府教育局的指導和高中職科長李真玲親往清華見證與清華大學團隊簽約。她說,這是高等教育向下延伸,並與高職結合的創舉,也是技職教育的亮點,學生因此能藉由沉浸式學習,落實學用合一,期許因此能為產業發展提供合宜的人才。   包括天下數位科技曾慈祥、台灣京三公司董事長伍克勤、台鼎國際科技董事長林榮燦、天源義記機械公司陳素鳳等產業界人士今都前往,並肯定光華高工的努力,以及有利於未來雙方產學合作。【延伸閱讀】- 大葉大學運用AI 攜手企業開發水果採摘機器人 國際發光

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