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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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【減量】以色列對抗氣候變遷 2050要減排85%
2021/07/29
為減緩全球暖化,以色列政府25日批准應變氣候變遷計畫,目標2050年的溫室氣體排放量,將較2015年的排放量減少85%、2030年減排27%。總理納夫塔利·貝內特表示,此舉將協助以色列逐步轉向清潔、有效率和有競爭力的經濟模式。 目標減排85%   根據《路透社》報導,以色列外交部指出,2050年國家目標包括運輸部門二氧化碳排放量減少96%、電力部門減少85%,以及城市廢棄物部門減少92%。   《耶路撒冷郵報》補充,為實現2030年減排比例達27%,設定了多項目標,包括減少固體廢棄物溫室氣體排放量47%以上,且減少城市垃圾掩埋量71%;限制新車的溫室氣體排放,2026年起預計購買的每輛新巴士都是環保的;減少發電產生的溫室氣體排放量30%;減少工業溫室氣體排放量30%等。 轉向低碳經濟   根據《BBC》報導,納夫塔利·貝內特表示,這些決定將協助以色列逐步轉向低碳、清潔、有效率和有競爭力的經濟模式,並讓以國站在對抗氣候變遷的前線。   自工業時代開始以來,世界已升溫約攝氏1.2度。除非世界各國政府大幅削減排放量,否則氣溫將會持續上升。以國參與簽署的巴黎氣候協議,目標是將全球溫度相較工業化前時期不高於攝氏2度,並盡可能將升溫控制在1.5度以下。【延伸閱讀】巴黎協定5週年!聯合國籲各國 進入「氣候緊急狀態」
運用機器人收集作物資訊來優化作物育種
2021/07/28
由於作物育種及種子產品開發過程漫長且成本高,因此農業生產者希望能透過些即時性的耕作資訊來即早發現問題並且提早解決,以利作物後續生長。因此,過去,農民以人為之方式收集耕作區之作物資訊,如高度、結實狀態、葉面生長情形等重要特徵。然而以人力之方式來收集耕作資訊卻是極其困難,且所收集而來之數據品質也往往不是那麼的好。為了能更好地收集耕作資訊,以數據驅動為導向之Corteva Agriscience則引進無人機,該公司已有500部無人機且皆已投入量測及記錄作物之高度和特徵。過程中,也發現許多作物的情況並無法從上空觀察到,還需要配合影像與其他感測器從樹冠層以下來收集,才能獲得更完整的耕作資訊。因此,Corteva Agriscience運用TerraSentia自主移動機器來輔佐收集資料,藉以獲得更完善之資訊,進而協助播種者提升作物產量及品質。【延伸閱讀】以大數據解決全球植物問題之時機已成熟   迄今為止,該自主移動機器人直至今日已有80 台機器在作業中,且預計今年在多生產100台來輔佐資料收集。 自動化收集   自主移動機器人TerraSentia的重量約30磅重、寬達1英尺,是由美國伊利諾伊大學的研究人員開發,具備電腦視覺與機器學習能力,經培訓後能自動在耕地中樹冠層下巡邏並量測作物之早其生長、高度、果實、生物質、生理與疾病徵狀、非生物逆境反應等相關資料。並即時將資料傳送至使用者之電腦設備中,而使用者將可透過手中之電腦設備並搭配專屬APP及GPS等來遙控機器和查看影像。   由於該機器所獲得之資料準確性比人為量測方式來的更精確、效率及低成本。期望該自主移動機器人能幫助飽受較極端的氣候條件如雨季、旱季或蟲害等所苦之播種者來優化作物育種、提升農作物產量和品質及維持產品之可持續性和穩定度。
新加坡南洋理工大學利用電子訊號與植物溝通
2021/07/27
新加坡南洋理工大學(NTU)研發了一項藉由電子訊號與植物溝通之通訊設備。NTU研究團隊利用水凝膠粘合劑,將電極片附著在捕蠅草植物表面上,從而實現導電。有了附著在捕蠅草表面的電極片,研究人員可以傳遞電子訊號至植物也能接收植物所釋放出的電子訊號,進而從中了解植物狀況。   幾十年來,科學家已知道植物會釋放電子訊號並感受周遭環境作出反應。NTU研究團隊認為測量植物所釋放出電子訊號的能力將帶來新機會,例如協助幫忙拾起易碎物品的植物機器人或者是用於檢測農作物疾病檢測上以提升糧食安性。   植物的電子訊號極微弱,只有當電極片與植物表面接觸良好時才能被偵測到。因此,團隊利用水凝膠粘合劑加以協助,從而實現導電及獲取電子訊號。 利用電子訊號來建立植物機器人   NTU研究團隊從心電圖 (ECG) 中汲取靈感,心電圖通過量測器官產生的電生理活動來檢測心臟異常。作為驗證概念,科學家們將他們的植物“通訊”設備連接到捕蠅草的表面—捕蠅草是一種食肉植物,葉瓣多毛,在觸發時關閉,藉此捕抓昆蟲。 該電極片直徑為 3 毫米,對植物無害且不會影響植物進行光合作用的能力。使用智能手機以特定頻率向通訊設備(電極片)傳輸電脈衝,藉此誘導捕蠅草在 1.3 秒內需關閉其葉子。   研究人員還將捕蠅草連接到機械臂上,並通過智能手機和“通訊”設備刺激它的葉子關閉並撿起一根直徑為半毫米的電線。且相關之研究結果於今年刊登於科學期刊《自然》上。 收集電子訊號來監測作物健康狀況   NTU研究團隊希望運用此通訊設備來協助農民保護其農作物。NTU研究團隊陳曉東教授表示:”氣候變遷正在威脅著世界各地的糧食安全”。通過監測植物的電子訊號,我們或許能夠檢測到潛在的求救信號和異常情況。若用於農業上,農民可及早發現農作物異常狀況,如葉子發黃或正遭受疾病威脅等。及早發現異常狀況可使農民迅速作出應對措施和行動,藉此來確保其農作物產量及品質。 【延伸閱讀】新型感測器可改善昆蟲監測和作物管理 進化版之水凝膠   為了提高植物“通訊”設備的性能,南洋理工大學的科學家們還與新加坡科學技術研究局 (A*STAR) 下屬的材料研究與工程研究所 (IMRE) 的研究人員合作。   這項獨立研究的結果於 3 月發表在科學雜誌《Advanced Materials》上,結果發現,相較於普通的水凝膠,新研發出來水凝膠在室溫下從液體狀變成可拉伸的凝膠狀,能緊密地附著在植物表面上,且信號接收能力更強。   在闡述這項研究時,NTU研究團隊陳曉東教授表示,” 熱凝膠的材料在液態時表現得像水,這意味著粘合劑層在變成凝膠之前可以符合植物的形狀。例如測試在向日葵的毛莖上,這種改進版的植物‘通訊’裝置的粘合強度是普通水凝膠的四到五倍,且信號接收能力更強,其背景噪音更小。”   IMRE 執行董事 Loh Xian Jun 教授說:“該設備現在可以粘附在更多類型的植物表面上,而且更安全,標誌著植物領域向前邁出了重要一步。電生理學替植物相關之技術開闢了新的機會。”NTU研究團隊希冀能再次精進其通訊設備及應用程式。
Society5.0下的日本農業新視野-高知縣「IoP 雲」~利用數位技術,打造「輕鬆、有趣、能賺錢」農業新領域~
2021/07/26
以設施園藝為聞名的高知縣,被日本選為農業數位化轉型的重點發展城市。匯集四面八方跨域產學研能量投入下,於年初成功公開現階段成果-「農業資訊整合平台」。這項平台整合所有高知縣的農產品出貨資訊,以及溫室內等相關生產數據,企圖在跨域數位技術驅動下,帶動農產量提升。   「農業資訊整合平台」的建置,不僅集結當地的JA高知、高知大學、高知工科大學、高知縣立大學、IOP促進機構、高知縣工業會、高知縣OT促進研究會等產官學跨域合作。同時,也招攬了全國知名企業、研究機構與大學院校,一同加入策畫。例如:東京大學情報學環-越塚研究室(The University of Tokyo Interfaculty Initiative in Information Studies)、九州大學、Digital Hollywood University、農研機構、NTT Do Co Mo、富士通、四國電力等。                                                                               圖1-參與策劃的組織與企業一覽   關於平台運作,預計未來將持續以「IoP 雲」為核心,擴大跨域合作範圍圈,目標希望在2023年能蒐集到高知縣六千戶農家的相關數據,成為日本最具規模的農業資訊整合平台。一同提升高知縣當地設施園藝農業發展、發揮產業群匯集能量,凸顯當地大學研發優勢。期盼藉此能這項模式順利推展至其他縣市的一級產業,進而實現Society5.0新農業願景。 以下針對建構該平台核心-「IoP 雲」功用、API模式進一步詳細說明: 「IoP 雲」功用   所謂「IoP 雲」,是利用IoT物聯網(Internet of Things)的連結,能即時反應溫室內的數據外,也一併整合高知縣所有農產品個別出貨數據等資訊系統。   例如:在生產方面,集結溫室內的溫度、濕度、CO2濃度、影像、機台運作等數據。在農產運輸方面,集結JA高知縣的農產出貨數據。以上相關資訊都能透過系統即時反應,同步上傳,相互串聯。   因此,倘若能充分將數據的應用發揮到最大化,則有利於生產者分析原因、更加掌握溫室環控要訣,甚至在資訊共享、遠距監視與操作、自動化等運作下自身與團隊能更加實際感受到技術的提升,相對也能比過去能更有策略性地有效提升產量。【延伸閱讀】數據正驅動日本農業未來—「WAGRI」農業資訊共享平台   另外,「IoP雲」用途,不僅提供生產者所使用,同時也支援產官學能促進農業在生產活動上能更有多面向運用,具體執行案例目前有:(1) 結合高知縣和 JA 高知,一同精確解析數據,並提供即時性栽培指導;(2) 作為大學研究機構的植物生理學的生長預測研究與試驗; (3) 提供高知縣的民間企業開發更高端功能的農業用機械與軟體。                                                                             圖2-「IoP 雲」下的「輕鬆、有趣、能賺錢」新農業藍圖 「IoP雲」API   為了促進設備與設備間的數據相互串聯、新軟體開發,「IoP雲」公開API。企業自製品只需要符合API基準,則可將產品IOT化、以及符合雲端使用,與資安標準。此外,可善用一部分測試空間,即使未持有雲端也能利用此平台開發商品。   透由上述API的發佈,除可擴大先端農用機器與軟體市場使用外,進而也能提升生產現場作業效率。                                                                                    圖3-「IoP 雲」API 示意圖
Syngenta Crop Protection 與 Insilico Medicine共同應用人工智慧和深度學習技術來加速農產品及農業科技
2021/07/23
近期,作物保護企業龍頭先正達與AI深度學習公司Insilico Medicine將展開長期合作,利用人工智慧AI和深度學習技術等加速研發與創新更有效之作物保護解決方案,以保護農作物免於蟲害、疾病等威脅,期許創新且有效率的作物保護解決方案,能為耕種者們帶來新幫助耕種者提高作物之產量、品質及穩定度,並滿足全球糧食之需求。   先正達全球作物保護執行長 Camilla Corsi 表示:與Insilico Medicine的合作意味著先正達將透過人工智慧的巨大潛力和廣泛之應用性等特質來開發可持續性的作物保護解決方案。這將幫助耕種者提高作物之產量、品質及穩定度,並滿足市場對於農作物之需求。同時,以最大限度減少對環境之影響。   Insilico Medicine是一家美國生物科技公司,該公司利用基因體學 、大數據分析以及深度學習等方式來進行AI藥物開發,而該方法在作物保護解决方案的開發上也有著巨大潛力。因此,在此次合作中,Insilico Medicine將利用其人工智慧驅動的小分子生成化學技術,以更快的速度發明活性成分的分子,同時積極設計出更可持續和環保的分子,以最大限度地減少化學藥劑所造成之環境影響。   Insilico Medicine創始人兼首席執行長Alex Zhavoronkov博士表示: “我們的人工智慧從基礎開始設計並以非常精確之化學反應來保護及維持人類健康,而該技術對於科學家來說是非常有價值的,對於以產品安全為主之企業來說更是如此。先正達是一家不斷追求創新之企業,擁有許多傑出科學家,我們將共同致力於應用人工智慧來造福農業產業之發展”。   先正達全球作物保護執行長 Camilla Corsi 表示: 與Insilico Medicine合作,結合雙方之技能、知識與技術,從而確保雙方以更快的速度將更有效之作物保護解決方案供耕種者使用,藉此提高耕種者之作物產量、品質及穩定度,並滿足全球之糧食需求。同時,亦能維護生態系統。【延伸閱讀】 人工智慧幫助病蟲害風險管理
把大自然搬到頂樓-你想「屋頂綠化」嗎?
2021/07/22
「屋頂綠化」是綠建築「生物多樣性指標」的評估要項之一。「屋頂綠化」一詞許多人都耳熟能詳,其實並不新鮮。只是近年來臺灣都市化嚴重、過度人工開發,使得原本的自然綠地變成了水泥叢林,許多都市問題,諸如熱島效應、都市洪水、空氣汙染等隨之而生,再加上全球氣候變遷、地球暖化等議題發酵,使得人們開始思考各種綠色設計的可能,「屋頂綠化」就是眾多綠色設計技術之一。   屋頂綠化不僅在視覺上帶來綠美化的環境,植栽能夠淨化二氧化碳、粉塵與空氣中的重金屬,也有減緩都市熱島效應、調節微氣候、增加保水性能、增進建築節能等功能,因此近年來備受歐、美、日等先進國家重視。其中德國與日本更訂定屋頂綠化的推廣與獎勵政策。   以德國為例,推廣生態屋頂的政策起自1989年,規定建商必須以屋頂綠化的方式規劃一定的綠化面積。漢諾威市更頒布「屋頂綠化建築規劃指導方針」,明確規定屋頂綠化的規畫設計、施工、維護管理等內容。   日本東京都政府更明文規定,面積超過1千平方公尺的新建建築,五分之一的屋頂必須以綠色植物覆蓋。在美國則是以銀行低利貸款及減少稅徵的方式鼓勵建造生態屋頂,最知名的例子是芝加哥市政廳在其屋頂建造了超過3千平方公尺的綠化屋頂,種植約1萬5千種植物,對都市環境降溫、雨水貯留、創造生物棲地等都有正面的影響。 屋頂綠化的分類   在屋頂綠化的分類上,由管理維護與土壤層厚度的角度來看,可區分為密集型、半密集型與粗放型。密集型的屋頂綠化可看成是位於屋頂的花園,其覆土較深,可種植喬木、灌木等較大型的植栽,需要大量的人工維護與管理。而粗放型屋頂綠化,覆土較淺,保水不易,以種植耐旱的草種、低矮灌木與地被植物為主,屬於低維護型,幾乎不需要密集的維護或一年一次即可。通常這類型的綠化是不允許人們在上面活動的。   半密集型屋頂綠化則介於上述兩者之間,需要少量的人工澆灌與維護,植栽則以滴灌的方式給水,同時以輕重量的陶粒做為土壤介質,除可減輕屋頂荷重外,陶粒本身多孔隙的特徵也可幫助保水。另有一種綠化方式是根據屋頂載重,在既有的屋面利用盆栽或擺放盛土栽植容器做簡易綠化,這種方式最省工,但植栽的根系成長易受局限。 屋頂綠化的構成   屋頂綠化不若一般裸露地的綠化,由於位處建築物樓板上,需要考量對建築物的荷重負擔。若應用於既有建築的屋頂上,可覆以較淺的植草以避免大幅增加樓板的荷重。此外,在與建築的整合上,尚需確實做好對建築物屋頂層的防護,避免因施工導致屋頂防水層破壞而漏水。 屋頂綠化的成敗與否與以下幾個要素相關:植栽選種、生長介質、防水與防根措施、排水與過濾層。 1.植栽選種:   植物種類是屋頂綠化最為關鍵的因子,會影響屋頂所欲呈現的景觀。在選擇上以多肉型植物如馬齒牡丹、馬櫻丹、佛甲草等為主,因為它們肥厚的根、莖、葉可有效保有水分,又具植株低矮、生長快速與繁殖容易的優點,且對氣候的適應性強。除了多肉植物外,一些匍匐生長的地被植物,如翠玲瓏、蔓花生等,也常用於屋頂綠化。 2.生長介質:   介質除提供生長的基層外,還有提供養分與保存水分的功能。常用的介質有泥炭土、珍珠石、椰纖塊、粗河砂等。此外,陶土粒因有優良的保水性且重量輕,也常添加在土壤中或單獨做為屋頂綠化的介質層。 3.防水與防根措施:   防水層位於最底層,直接鋪設在屋面上,以防止水分滲透至屋頂樓板內而破壞結構,其材質包括PVC、瀝青、合成橡膠、PU等。防根層則位於防水層上方,主要防止植物根系穿透防水層導致屋頂漏水,使用的材料有合成橡膠、PVC、厚瀝青等。 4.排水與過濾層:   排水層位於過濾層下方或防水層上方,當土壤介質中的水分達飽和時,多餘的水分便藉由排水層緩慢排出,避免植栽因積水而浸泡其中造成根系腐爛。目前市場上更有兼具蓄水、阻根與導水功能的模組化排水板可供應用,優點是重量輕且施工容易。此外,為了防止介質、碎屑滲入排水層內造成排水管堵塞,常在排水層與介質間鋪設一層過濾層,其材質通常是防水的不織布。 屋頂綠化的好處 1.提供都市生態跳島與多樣生物棲地:   都市環境的人工化、均質化造成生物的食物來源、棲息地、交配區等減少,無法維持適當的棲息環境,造成都市裡生物種類減少。據統計,近年來臺灣各都市每人平均擁有的公園綠地面積,臺北市是4.95平方公尺、高雄市4.88平方公尺、臺中市8.72平方公尺,比起歐美都市每人可達約30 平方公尺的綠化面積,臺灣的都市綠地顯然嚴重不足。   都市裡預留均質分布的綠地是維繫都市叢林中生態的要件,在密集的都市環境中,倘若建築物的屋頂能夠綠化,成為都市平面綠地的延伸,不但使得都市綠地面積增加,其分布也較都市公園廣泛,可成為都市裡的生態跳島,小動物得以自由遷徙於都市水泥叢林內,而有助於都市裡物種的交流與小棲地的形成。 2.降低都市熱島效應:   都市過度人工化、水泥化會導致都市高溫化,這就是所謂的都市熱島效應。根據成功大學建築研究所的實測結果,臺灣大都會區中心和郊區的夜間空氣溫度差竟可高達攝氏3至4度,導致夏季時都市空調耗能的增加。   都市熱島現象的起因,包括大量人工構造物的吸熱放熱、不透水鋪面的增加阻礙了水循環、都市綠地減少與大量的人工排熱等。屋頂綠化的植栽層可以減少人工鋪面曝曬於烈日下,減低水泥屋面的吸熱,植栽葉面的蒸散作用又可調節周遭空氣的溫溼度。   經實測,在綠化屋頂上方約30公分處的夜間空氣溫度,比裸露的水泥屋頂上方平均低約攝氏2度。然而在白天時反而高約攝氏1.5度,但是就表面溫度而言,綠化屋頂的表面溫度比一般平板屋頂最大可低約攝氏19度,顯示確可大幅降低都市熱島效應。 3.減少都市洪水發生:   都市不透水面與人工構造物的增加使得都市裡裸露地減少,當暴雨來時不利於雨水的自然入滲,因而造成都市排水系統的額外負荷,如排水不及則易導致都市洪水現象。綠化屋頂由於有土壤層,可以吸收降雨並延遲暴雨進入都市排水系統的時間,能減輕都市下水道的負擔,其作用有如位於自家屋頂上的小型滯洪池。   據內政部建築研究所的報告,屋頂綠化可使保水量提高約17%,能降低洪峰流量,並延緩約20分鐘的雨水排放,在都市防洪上有重要貢獻。 4.建築節能效益:   屋頂綠化由於有厚厚的土壤層覆蓋在屋頂表面上,可以增加熱阻成為建築屋頂隔熱的一部分,留滯在土壤內的水分更可提高土壤的平均熱容量,延緩熱量進入室內的時間。此外,植物葉面提供的日射反射與遮蔽效果,也使得土壤層的表面溫度遠低於裸露的一般屋頂,這效果在葉面密度高、種植間距密的情形下更為顯著。因此可以大幅減低室內日間的空調耗電量,有助於空調節能。   除了上述對都市與建築上的生態與節能效益之外,屋頂綠化對都市生活品質、延伸生活綠地與休憩空間也有正面的功效。更有醫院、安養院利用屋頂露臺建構花園的方式應用於園藝治療、復健上,因為綠化的環境可以紓解現代都市人的壓力與焦慮,可見其影響與各種應用上的可能性。   臺灣都市的景觀通常缺乏特色,比比皆是的水泥建築搭上五顏六色的鐵皮屋頂,構成了一幅醜陋、難登大雅的都市景觀。倘若屋頂綠化能夠推廣,匡正國人對屋頂的利用僅止於加蓋鐵皮屋的觀念,將有助於都市景觀的改善與永續都市的實踐。   臺灣的屋頂綠化風氣仍處於起步階段,雖已有許多民間公司開始綠化屋頂的志業,周邊支援的產品、施工的廠商更是不在少數,然而真正讓大眾卻步的仍是擔心屋頂漏水、管理維護與成本問題。惟就永續都市的角度來看,屋頂綠化不啻是增加都市生態、改善都市熱島、減低都市洪水、增進建築節能與提升生活品質的方法之一。【延伸閱讀】打造全方位自然體驗的療癒都市 深度閱讀 Osmundson, T. (1999) Roof Gardens: History, Design, and Construction, W.W. Norton & Company, Inc. New York, NY. Wong, N.H., P.Y. Tan, et al. (2007) Study of thermal performance of extensive rooftop greenery systems in the tropical climate. Building and Environment, 42(1), 25-54. 廖朝軒、蔡燿隆(2009)屋頂綠化建構技術之研究,內政部建築研究所,臺北。
運用數位相機和AI監控土壤濕度並進行智能灌溉
2021/07/21
當前用於感測土壤濕度的方法存在既有問題:埋入式感測器易受基材中鹽分的影響,並且需要專用的硬體進行連接,而熱成像相機價格昂貴,並且會受到諸如陽光強度、霧氣和雲霧等氣候條件的影響。相關的支出成本極高,就連較富裕的農民都難以負擔。因此,南澳大學和巴格達中級技術大學的研究人員研發出一種經濟實惠的解決方案,該方法利用數位相機來精準監控土壤濕度。 經濟實惠且可靠的土壤濕度監測   該系統簡單、耐用且價格合理,可作為支持精準農業的前瞻技術。參與該研究之阿里·納吉(Ali Al-Naji)博士說:「這項技術基於標準的相機,且該相機可以分析土壤顏色的差異以確定水分含量。研究團隊人員在不同的距離、時間和光照水平下對其進行了測試,顯示該系統非常精確。」   在位於伊拉克巴格達的一個農業苗圃中,研究團隊將單個數位相機(Nikon D5300)安裝在高度為1.5 m的三腳架上,以獲取全天壤土的圖像。該相機將連接到人工神經網絡(ANN),這是機器學習軟體的一種形式,研究人員對其進行了培訓,以識別不同天氣條件下不同的土壤濕度水平。使用該人工神經網絡,可以對監控系統進行培訓,以識別任何位置的特定土壤條件,從而可以針對每個用戶對其進行自定義,並針對不斷變化的氣候環境進行更新,以確保最高的準確性。   參與該研究之Javaan Chahl教授說:「一旦對網絡進行了培訓,就能智能灌溉地調節及維持土壤含水量。」   「現在,研究團隊知道這監測方法是準確的且正計劃依據該團隊之演算法,使用微控制器,USB攝影鏡頭和水泵,設計出一種可以處理不同類型土壤的經濟實惠的智能灌溉系統。」「在不斷變化的氣候條件下,該系統可望在成本、可獲得性和準確性方面作為改進農業灌溉技術的工具。」 農業用水管理的重要性日益提高   聯合國表示全球有70%的淡水用於農業,根據目前的使用方式,預測到2050年地球上的許多地區可能都無法滿足農業需求。解決這全球難題的方法為開發更高效的灌溉技術,其核心是對土壤水分的精確監控,從而使感測器能夠引導“智能”灌溉系統,以確保以最佳的時間和比例澆水。【延伸閱讀】能偵測土壤水分多寡的作物灌溉感測器將能達到省水之效
AI、5G與視覺機器聯手轉型水產養殖業
2021/07/20
現今,環境惡化加劇糧食挑戰,在這艱困的挑戰下,人工智慧、視覺機器與5G網路等新興技術是否能替水產養殖業帶來解決方案?挪威鮭魚養殖公司Cermaq為首家啟動為期五年iFarm計畫之公司,且Cermaq將與技術合作夥伴BioSort及ScaleAQ聯手探索如何運用新興技術來最佳化漁業養殖運營。與此同時,其他同業也在測試不同的解決方案來提升漁業產值。 個性化之鮭魚養殖法   運用新興技術於鮭魚養殖的好處之一是以個體化之方式來輔佐鮭魚的健康和生長。以往,一旦魚群中遭受海蝨威脅(為鮭魚養殖中常見之問題),養殖業者將對所有魚群進行治療。但是這種寄生蟲並不會以同種方式來攻擊每條魚。若新興技術能確切識別出實際需要治療的魚隻,有助於減少非必要治療所帶來的養殖壓力。   與維護魚群健康類似,機器視覺可以識別並追蹤單魚隻之攝食需求。透過獨特的標記識別出當前區域內的特定魚隻並追蹤其最後一次餵食與進食時間,來提供良好的照料。為每一條魚提供訂製化之護理能力代表水產養殖業的巨大飛躍,且將幫助漁民可在單一魚隻生長成熟後再進行收穫。   每個iFarm系統覆蓋15萬條魚,這些魚將被圍在海中的網圍中。在iFram系統中,由於設定有網狀頂棚,因此魚群會始終處於圍網內的較低位置。當有魚隻鼓起魚鰾嘗試上浮時,必經過網內的一個腔室漏斗,感測器則掃描該腔室以識別當前魚隻並記錄相關資料。   感測器和物聯網設備則會自動處理影像以辨別魚隻,並將資料回饋至分析數據的人工智慧演算法。這些採集到的資料含括重量、生長情形、是否患病或者魚身是否有傷口等。透過這些資料,iFarm系統可高效執行管理並根據資料做出決策。   Cermaq的目標是強化沿海地區的漁業養殖能力,因為整個挪威漁業養殖的未來,將取決於能否找到可持續且具有成本效益的生產方式。該公司已經獲得四份專案開發許可證,同時與多家實體及個人開展協作,全面啟動第一批養殖試點。 5G—讓技術成為可能   近年來,對於5G行動網路的討論很多。不僅是因為消費者希望以超高速度下載影片資料,更是因為5G網路能夠給各個行業帶來變革性影響。以水產養殖為例,5G網路能夠支援物聯網裝置進行魚類識別,並將數據回饋至漁業管理系統中。反之,海底電纜則難以維護。5G技術的引入使得高品質攝像機和數據之饋送成為漁業發展的技術動力。   目前已經有5G試點在蘇格蘭的鮭魚海水養殖場中進行。透過5G連結互聯網的感測器將持續收集鮭魚養殖籠內的海水溫度、pH值、含氧量等數據。優化鮭魚養殖場至關重要,是因為這既是蘇格蘭最大的食品出口類別、也是英國國民經濟的主要貢獻來源。 Alphabet投入其中   Google的母公司Alphabet及其下X研究團隊(原Google X)正在與歐洲及亞洲多家養魚場合作推動Tidal計畫。Tidal計畫希望開發出另外一種魚類識別系統。與Cermaq的iFarm計畫類似,Tidal運用水下攝影機、電腦視覺和人工智慧技術來追蹤鮭魚和鰤魚。AI能夠追蹤魚類的生長情形,並透過肉眼難以察覺的形態與動作差異將不同魚隻區分開來。該技術將繼續朝著更廣泛的普及性應用推進。這些計畫對於學習運用人工智慧、機器視覺與學習及5G等技術來改變水產養殖業至關重要。由於尚處於草創階段,且系統本身極為複雜,因此預計將會有很多的學習和成長機會,將來必會帶來更好的成果及持續性。 【延伸閱讀】水產養殖業的人工智慧使用指南
日本Yanmar Marine Systems公司推出自動魚類計數系統
2021/07/16
據估計全球商業性鮪魚捕撈每年能產生超過400億美元的經濟效益,一隻成熟的東方藍鰭鮪魚的市場售價可能超過150萬美元,然而隨著氣候變遷的加劇及人為的過度捕撈,全球可用之海洋資源正逐漸枯竭,最近為實現漁業資源的永續管理,遠洋漁船被要求必須準確地計數並報告於野外捕撈觀察到的藍鰭鮪魚幼體數量。而在水產養殖產業中對魚類進行計數也相當重要,必須了解飼養箱網內的魚類實際數量,才能控制最終產量及養殖過程中飼料的施用量,然而現有的手動計算方式相當耗時且費力。   為滿足以上兩種需求,日本Yanmar Marine Systems(YMS)公司的研發中心開發了一個彙集影像辨識處理技術於一身,結合專門設計的水底相機和影像處理電腦的即時自動計數系統,該系統用戶能夠在相機捕捉影像期間或之後立即進行結果確認及分析,此系統有幾個十分顯著的優點,第一是安裝於水底的相機可以透過遙控器調整視角,可以大幅減少安裝及調整設備所需的時間。第二是可以調整亮度以減低影像干擾及對其自動分析功能的影響。第三是系統的螢幕顯示即時校正功能可使自動分析後的手動計數和校正變得加容易,甚至對受到環境干擾影響的影像也是如此。並與Maruha Nichiro公司的水產養殖部門合作進行監測計數測試,該部門為YMS公司安排了多個生產地點,以便在各種環境條件下進行試驗,藉以評估產品的性能。   經最佳條件測試後,該系統成功的對鮪魚進行了自動計數,而計數之精準度超過98%。YMS公司目前也已開始接受其最新自動魚類計數系統的本地訂單,意旨在透過降低水產養殖業飼料成本及作業時間,並促進遠洋漁業的精準漁獲資訊回報等方式,來為高效漁業資源管理做出貢獻。【延伸閱讀】3D體感技術應用於動物即時監控與體重測量
看荷蘭「還地於河」,與水共存的永續
2021/07/15
環境永續的議題在台灣越來越受矚目,商品或服務是否對環境永續有正面影響,往往決定年輕消費族群對品牌的支持度。在年輕族群意識到環境永續價值的重要。2021年台灣面臨百年乾旱,嚴重衝擊台灣的民生,台灣的產業要怎樣發展?青年朋友要怎樣準備自己的職涯,參與這場環境永續議題的社會變革?   日前一場論壇上,國立清華大學學務處、智邦文教基金會社會企業「元沛農坊」邀請行政院唐鳳政委、荷蘭永續議題的線上媒體「荷事生非」代表張芸翠,透過荷蘭的永續實踐案例的對談,給了不少方向。 荷蘭風車誕生 與水共存的永續   從荷蘭的發展歷程,地理、人口等都與台灣的永續發展議題相似。張芸翠問:你對荷蘭的印象是什麼?充滿童話風情的風車?滿街的腳踏車?大家對荷蘭的印象或許是美麗、如童話世界。   但荷蘭的國土治理,有著重大的挑戰,有一半的國土面積都覆蓋於水下。多數人對荷蘭風車的印象常和鬱金香放在一起,但實際上風車作為荷蘭的特色,來自於一個向天爭地的過程。   荷蘭有著特別的合作型淤田模式,利用濁水灌淤田地,進而改良土壤成為沃土,同時把水往外排,讓荷蘭產生可以耕作的土地生產糧食。與水共存的永續價值,讓荷蘭人思考在這種劣勢要怎樣取得與環境災害之間的平衡。   2013年,荷蘭面臨了新挑戰。全球氣候變遷與荷蘭人口增長同時來襲,國土容易淹水,缺乏宜居土地的荷蘭,需要一個重新思考土地利用的方法。在此背景下,不能避免淹水,那就和水共存的想法,促成漂浮屋的出現。在阿姆斯特丹的運河上,隨處可見可以忍受淹水的水上房屋。   既然水需要更多的空間涵容,洪水應該往哪裡去?2015年,荷蘭想出了鹿特丹水廣場的想法,就設計一個沒有洪水的時候是遊憩的設施,洪水來了就讓它淹水的環境。而減少因為都市建築造成的洪水問題,同時增加與自然共存的環境,荷蘭也發展出「還地於河」,例如荷蘭奈梅亨的都市再造,就將過度的人造設施拆除,還原適合河流環境的自然景觀。 逆境中找解方 循環經濟創新案例   荷蘭在缺乏天然資源的條件下,要讓國家續存,養成了荷蘭人經典的三大特色 : 重商、民族認同高、以及重視合作。 在天然資源缺乏的狀況下,重商成為荷蘭最重要的國家策略。 「將可用的資源,透過合適的商業模式轉換價值」促成了荷蘭實踐循環經濟,並產出許多有趣的社會企業案例。   舉例來說:一位荷蘭廚師專門收集醜食物烹調,並告訴社會大眾,食物雖醜,但美味依舊。儘管歐盟對食品控管嚴格,但醜食物在荷蘭找到另外的生命,創造新的商業模式。在減少製造的永續實踐方面,在快時尚領域,荷蘭也出現「借衣圖書館」,以租代買的方式,讓每一件衣服多了新的利用。   只要一證在手,全館的衣服都可以借走。這個案例展現一個新的服務價值 : 「你需要的是穿一件衣服,而非買一件衣服」,當我們解決了衣著的需求,而非促進消費者多買一件衣服,資源的利用就會得到更大的效益,同時也減少不必要的製造。 循環經濟的解決方案 得先定義需求   倡議循環經濟與永續發展,需要明確定義人的需求到底是什麼,並給予相應的解決方案。眾人周知的,飛利浦倡議燈泡以租代買的模式,背後的重要推手來自於荷蘭著名建築師:托馬斯‧勞(Thomas Rau)。   托馬斯勞認為:「當消費者購買的不再是商品而是『服務』時,為了追求利潤的最大化。供應者必須提供更為耐久的產品,從此,維護和回收的成本,從消費者方移轉回供應者方;而消費者的身分,則從『擁有者』的轉變成『使用者』。」   這樣的價值思考,讓建築需要的照明變成是一種商業模式:「我需要的是照明,那麼我就跟你買燈泡的流明數就好,我需要多亮,你就按流明數賣我就好。燈泡壞了,你最知道怎樣拆解回收,費用涵蓋在流明數給我就好。」   上述三個案例都可觀察到荷蘭如何因為重商,進而讓每一件有「社會創新價值」的事情產生相應的發展模式,除了增加就業,也創造經濟價值。同時對荷蘭的社會創新有一定的認同,並透過異業合作的方式打造具有高度識別的創新循環經濟模式。   張芸翠還提到一個有趣的詞彙 : 「荷蘭病(Hollandse ziekte)」。政委唐鳳對此也有所呼應,提到他在台積電的演講當中,台積電的同仁也現場提問 :「台灣只剩下半導體作為護國神山的時候,台灣的經濟會不會生荷蘭病 ? 」   講座當中提到荷蘭病的故事,是來自於1960年代荷蘭在北海發現天然氣油田。因為挖到了天然資源,大量出口天然氣帶來貿易順差,累積大量外匯,導致荷蘭盾(Dutch guilder)實質匯率大幅升值,讓國內其他產業出口競爭力下降,加速去工業化的現象。過度重視天然氣的單一產業導致其他部門發展遲緩的借鏡,也變成台灣現在產業可能的挑戰。 永續創業有機會嗎?唐鳳:政府負責增幅   如何找尋新的產業出路?近來出現在台灣社會的永續議題,也成為年輕世代嘗試切入的創業題材。不少人也問起: 「我想以永續的題材創業,政府會幫忙嗎?」、「在台灣用永續的題目創業好像不太行,如果是組織NPO來從事會不會比較好?」   致力推動永續及社會創新,唐鳳表示:政府對於永續議題與社會創新類型的創業是很支持的。   他同時也解釋:政府最重要的功能是「增幅」。他舉例來說:荷蘭解決快時尚的問題,在台灣其實也有人在做,以他身上的衣著為例,就是使用回收的牛仔褲布料,透過設計師的巧思縫紉成獨一無二的新衣服。   每個他出現的場合,都有這件衣服的時刻,除了引起大家好奇,也連帶地支持這個很好的想法。 有別單純補助,或者獎金給予,而是讓社會看見好點子,進而透過認同而支持並帶動具有永續價值的消費行為。   除此之外,唐鳳也提到,在社會創新以及永續發展的創業,政府有設立社會創新實驗中心,對於想要驗證想法是否可行,需要集結更多相同價值的夥伴一起努力,都可以在這邊進駐,並歡迎有興趣的年輕朋友可以勇於提出自己的想法,每一週他也會有固定辦公的時間在社會創新實驗中心,也很歡迎想要共同激發創新想法的朋友直接預約他的時間。   「而到底是營利組織好?還是非營利組織好?」 張芸翠也分享荷蘭經驗。她說道:「在荷蘭的環境從事任何型態的組織,無論是公司或是非營利組織都是很被鼓勵的選項,端看想要創業的人喜歡哪一種型態,並沒有哪一種組織比較被鼓勵,反而要回到創業者本身的經營傾向來決定。」【延伸閱讀】後疫情時代 專家:科技創新為發展永續農業關鍵
聖嬰現象數據可提前幫助預測可可樹的收成
2021/07/14
全球農業中有80%的土地面積為雨養農業(非人工灌溉),約佔總產量近60%。在這些地區中因天氣因素造成作物產量年度變化相當巨大,許多地方降雨數據缺失且變化極大,面對不確定的天氣模式,農民缺乏足夠的分析工具可用來做栽培管理決策,本研究利用現代資訊系統和分析方法試圖解決某些地區天氣資訊不足的問題。   世界各地許多地區天氣波動受聖嬰現象(ENSO)影響。聖嬰現象是指每隔數年(2-7年)發生在赤道東太平洋海水異常增溫、影響全球氣候的現象,常用來監測ENSO的指標為海洋聖嬰指數(ENSO OI)。本研究選在受ENSO影響的印度尼西亞(印尼)可可農場進行,研究人員使用了一種Bayesian Neural Networks (BNN)機器學習方法分析,此方法不需要當地的天氣記錄,只需要當地的農場類型、肥料施用和作物產量等相關生產數據。研究發現ENSO數據可預測75%產量變化,太平洋的海表溫度可以準確預測可可樹的收成,甚至在某些情況下,有可能在收穫前25個月就做出準確的預測。   摩洛哥非洲植物營養研究所(APNI)專家表示:「此研究成果代表可利用ENSO數據有效地替代當地天氣數據,可使用此方法研究其他與ENSO有關的農作物」。國際生物多樣性聯盟和國際熱帶農業中心(Alliance of Bioversity International and CIAT)的科學家James Cock表示:「這使我們能夠在農場增加不同的管理方式(例如:施肥),並有信心能建立有效管理制度,這是管理運籌學的整體轉變」。可可樹農民因此項研究對何時投資化肥充滿信心,因其投資損失通常發生在天氣評估錯誤的情況下,這可使這些弱勢群體減少投資損失。   儘管在沒有天氣數據的情況下,此方法可能會帶來更準確的農作物產量預測,但科學家(或農民)仍需準確地收集一些生產資訊,並共享數據進行分析,才能建立預測模型。APNI專家表示共享數據非常重要,強大的預測模型可以使農民和研究人員受益,並可促進進一步的合作。此研究對於農民、科學家和全球巧克力業者皆是有益,提前預測收穫規模可改變農場的投資管理決策、改善熱帶作物研究計劃並可降低巧克力產業風險和不確定性。【延伸閱讀】日本農民企圖心:運用數據改革農業!AI完美預測奇異果的產量與採收時間
一窺日本智慧農業當前施行成果
2021/07/07
日本農林水產省於2019年啟動「智慧農業試驗計畫」後,日前依據該計畫所發表期中成果報告內容,針對最具規模旱作(小麥、大麥)、陸地蔬菜(高麗菜、菠菜、甘藷、西瓜)、園藝設施(青椒)、果樹(溫州柑橘)、地方作物(茶葉)等五大領域,說明施行成果。 1.智慧農業試驗計畫   為闡明農業生產現場導入農業自動化、AI、IoT等先進技術後的經營成效,以及為加速創新技術落實實際應用,智慧農業試驗計畫(以下稱「本計畫」),自2019年起,為期2年,大幅在全國148地區進行示範實驗。 2.五大領域試驗成果   本計畫公開自2019年,於全國69地區,針對旱作(小麥、大麥)、陸地蔬菜(高麗菜、菠菜、甘藷、西瓜)、園藝設施(青椒)、果樹(溫州柑橘)、地方作物(茶葉)等五大領域期中試驗成果。  3.成果概要(要點) (1) 大幅縮短勞動時間  智慧農業創新技術的導入,大幅削減勞動密集較大的水田耕作的勞動時間,尤其在一部份露地蔬菜、西瓜地區特別顯著下降40%。  降低繁瑣果樹栽種過程,特別是大幅縮短9成以上溫州柑橘選果勞動時間。 (2) 簡易操作、提高務農意願  導入新通訊設備,保持丘陵地的手機通訊順暢。  專為青農設立數位化資訊應用組織(ICT創新團隊)。  (※依循過去累積數據,促進作物適期時提供足夠人力配置) (3) 全面改善經營體質   因大幅縮短勞動時間,生產者有餘力可自行推展銷售活動,提升露地蔬菜4成以上利潤。同時,藉由銷售附加價值的提升,促使產值較低品項較產值高的項目有擴大生產之成效,全面改善經營體質。   利用先端溫控系統,調控園藝設施溫度與濕度,提升生產管理高度,也增加2成以上產量。   部分地區出現提高機器設備支出與改善收支平衡相對等案例,以及在產量不變情況下,為小麥肥料費減少6成之效益,同時也為永續農業經營帶來相當貢獻。【延伸閱讀】日本推動智慧農業、友善環境、生物技術綜合戰略
精準農業結合人工智慧可降低農業化學足跡
2021/07/05
Precision AI視覺辨識機器公司將致力於精準農業控制平台上,於該平台上將部屬成群之人工智慧無人機,以降低除草劑於農業施作上之使用。Precision AI透過無人機上之視覺辨識,精確地將除草劑應用於作物種植區中的雜草上,藉以維持產量並降低化學成本。該公司的最終願景為運用人工智慧無人機來保護種植期間之農作物並且優化農田。    Precision AI執行長Daniel McCann表示:”未來,農場必須能永續發展,並且產出更健康之食品。”運用人工智慧來標記每一株雜草比起無差別式地噴灑除草劑來的有效率及效果”。    噴灑除草劑為效率最低的農業行為之一,因為超過80%的除草劑將灑落於裸地,而另外的15%則灑落於農作物上。儘管同業之競爭者專注於價值高且低種植面積之農作物上, 但Precision AI的無人機比傳統大型機械於大面積之農作物耕種區上的成本應用更少。Precision AI的無人機有望將農藥用量減少多達95%並且維持農作物產量。在農作物種植期間可替農民每英畝節省52美元。”節省的成本非常可觀””且即使是小型農場也負擔的起無人機之使用。”     At One Ventures 合夥人兼董事 Laurie Menoud 表示對於 Precision AI能結合無人機技術與化學品的精準應用感到震驚。該技術不僅僅可降低河川汙染、保護水道和下游生態,還能以零化學殘留的形式減少營運成本並增加收入。    BDC Capital 基金會執行合夥人Joe Regan表示很高興能與強大的投資夥伴集團一起支持一個雄心勃勃的企業家。PrecisionAI透過於田間應用人工智慧技術減少農作物進口之依賴度,並替農業帶來更廣泛地食物供應鏈及收益。希冀Precision AI能夠改變產業並成為Agtech解決方案之一。    Fulcrum的合夥人Kevin Lockett表示:”精準且自動化地噴灑為現代農業之未來趨勢。而具有先進技術及專業管理知識為及處之Precision AI將加速該行業的發展。” “我們很高興與Precision AI和其他共同投資者合作,將減少傳統化學品於食品上使用的相關技術商業化,並同時增加永續性和農民的獲利能力。”    加拿大永續發展技術中心Leah Lawrence表示:很自豪能夠投資Precision AI,使其之技術改變農業產業,尤其是在精準噴灑方面的創新應用不僅可以防止除草劑之過度使用,還能降低農民的經營成本並提供更永續的作物保護措施。【延伸閱讀】Ceres Imaging結合無人機及感測器於精準農業之應用
新加坡國立大學開發 SmartFarm模組,收集空中水氣用於都市農業灌溉
2021/07/02
SmartFarm項目負責人Swee Ching TAN教授表示:「大氣中的水氣是未充分開發的豐富淡水資源,我們試圖同時緩解糧食和水源的短缺。我們開發了一種吸水性極佳的銅基水凝膠,用它來吸收空氣中的水分。然後將這整合到一個全自動的太陽能驅動灌溉模組中,該模組每天利用銅基水凝膠釋放的水自動進行植物灌溉。」   SmartFarm模組的關鍵技術是銅基水凝膠,它是藉由經濟且省時的工藝生產。這種材料吸水性極好,可吸收高達自身重量三倍的水分。吸收水分後,水凝膠會從咖啡色變為深綠色,吸飽水時變為淺綠色。在陽光下每1克銅基水凝膠每小時可釋放2.24克水,研究員測試了銅基水凝膠釋放後收集的水,發現其符合WHO的飲用水標準。因此,由銅基水凝膠收集的水可適用於飲用和農業用途。   晚上時,SmartFarm太陽能全自動灌溉模組頂蓋打開讓模組內銅基水凝膠吸收大氣中的水分,白天到設定的時間頂蓋關閉,銅基水凝膠中的水開始蒸散釋放,在模組內部表面-特別是頂蓋處凝結成液體,當儲存在銅基水凝膠中的水分完全釋放時,頂蓋會自動打開,隨著蓋子開啟,壓克力刮水器會將頂蓋冷凝水集中,使其沿著內壁滲入土壤進行灌溉。研究團隊使用此模組已成功種植了空心菜。Tan教授表示:「 SmartFarm模組大量減少對淡水的需求,適用於大規模屋頂農業等都市農業技術,可以減少水資源需求並緩解食物短缺問題。」   HI-SEAS是位於夏威夷莫納羅阿火山火山熔岩區上的一個偏遠實驗單位,主要在模擬月球和火星任務。SmartFarm研究團隊和HI-SEAS團隊進行合作,在模擬外星環境的小型實驗溫室中使用銅基水凝膠控制濕度以生長可食用的微綠植物。經實驗證明這些微綠植物仍然充滿了營養、維生素和礦物質,可作為太空探索新鮮補給品。HI-SEAS實驗室表示,由NUS開發的銅基水凝膠提供了低成本、低重量和低耗能的解決方案可用於自給自足的農場。   NUS團隊在SmartFarm模組投入商業化生產之前,希望完善模組附加功能。例如,可以設計多層結構以最大程度地利用屋頂空間來增加糧食產量;如果植物易受溫度影響,則可以在模組中添加冷凝器。此外,為防止長時間陰天,可以將加熱系統嵌入銅基水凝膠的容器中,以提供足夠的熱能來使水凝膠釋放水氣。 SmartFarm模組亦可合併無線網路功能,使用戶能夠使用智慧手機進行遠端監控。【延伸閱讀】都市農業在星國推廣之現況與成效
【減量】UN氣候報告:暖化導致旱災飢餓 威脅人類健康
2021/07/01
聯合國今天公布一份草擬報告指出,日益暖化的地球對人類健康帶來重大影響,飢餓、乾旱與疾病將在數十年內讓數以千萬計人飽受折磨。   過去一年多的疫情徹底翻轉世界後,「政府間氣候變遷問題小組」(Intergovernmental Panel onClimate Change, IPCC)即將公布的報告提供了更慘澹的預測:未來數十年恐出現營養不良、水資源匱乏和瘟疫。   報告說,目前諸如推廣植物性飲食等政策抉擇,可限制這些健康惡果,但短期內許多事仍無法避免。   報告指出,今天出生的嬰兒在30歲前可能會遭遇多種氣候相關的健康威脅,取決於人類如何妥善處理碳排放及氣溫上升。   這份預計明年公布的報告草稿長達4000頁,堪稱是至今針對氣候變遷影響地球及物種最完整的報告。   報告預估,2050年前曝露在飢餓風險中的人口,較今日多出達8000萬人。   報告預估,水循環受干擾會讓撒哈拉沙漠以南的非洲地區靠雨水生長的主食作物收成下降。印度多達4成的產米區恐不利耕作。     報告說,氣溫上升不只影響農作物收成,也讓營養價值下滑,例如稻米、小麥、大麥及馬鈴薯的蛋白質含量預料將減少6%至14%,這使得面臨缺乏蛋白質風險的人口較現今增加近1億5000萬人。   氣候變遷造成農作物收成減少,生質燃料作物及吸收二氧化碳的森林需求增加之際,2050年食物價格預料會上漲達1/3,使得瀕臨長期飢餓的低收入戶增加1.83億人。   亞洲及非洲各地,本世紀中之前營養不足和發育遲緩的兒童會增加1000萬人,產生一個社經發展較佳、卻終身苦於健康問題的新世代。   報告指出,和大部分氣候變遷衝擊相同,人類健康受到的影響各地不一,有飢餓風險的人口將有8成住在非洲及東南亞。   報告說,針對淡水供給、農業及海平面上升的研究顯示,2050年前,在非洲、東南亞及拉丁美洲會有約3000萬至1.4億人流離失所。【延伸閱讀】100年後農業與因應氣候變遷作物
以平價、易上手的手機應用程式預估葡萄產量
2021/06/30
葡萄栽培中最具挑戰性的作業之一是準確估計葡萄產量。在收穫之前,可使用產量估算值來提前分配相關資源的投入,例如勞動力、貯存空間和包裝、以及預測收入等。而不管是透過降低成本或提高準確度等方式,產量估算方法的改善都會對葡萄種植業的經濟發展產生重大影響。   傳統估算葡萄園產量的方法通常由農莊工人以人工計數,先計算一小部分的葡萄果穗(cluster)的數量,再按比例放大至整個葡萄園,並乘上單穗果重的歷史平均重量。這樣的計算方式會耗費大量人力、且誤差率極高,錯誤率可高達產量的24%。而計數用的機器人價格高達12000美元,一般中小型農民難以負擔。   由康乃爾大學開發的新預測方法,是藉由電腦視覺(Computer Vision)技術對葡萄枝條上的果穗影像進行分析,利用機器學習及光學跟蹤的技術為主要架構,以架設於曳引機上或手持的智慧型手機拍攝葡萄果穗影片,並將影片資訊上傳至伺服器處理,預估葡萄產量。這項技術可以將預測錯誤率降低將近一半。另與一般預估計數只能在葡萄接近成熟時計算不同,新方法可在開花前預測葡萄的產量。這項研究開發的手機應用程式預計於今年夏天實際於田間測試。 【延伸閱讀】日本農民企圖心:運用數據改革農業!AI完美預測奇異果的產量與採收時間
【綠趨勢】日本揭示2050年「綠色糧食戰略」四大戰略目標
2021/06/28
為因應地球環境劇變,維持糧食穩定生產,全球紛紛已將永續農業生產與糧食供應系統納入重要執行項目。對此,歐盟推了「新農場到餐桌」戰略,目標設定30年內將減半化學農藥以及擴大25%有機農業耕作面積。各歐盟國家也須加入此項戰略目標的計畫管理與執行。除歐盟國以外,美國拜登政府宣示達成農業溫室零排放。對於氣候變遷等議題,國際間已擬定相關因應戰略。   而日本方面,針對國際積極因應此項議題之時,農林水產省已於2020年創立「綠色糧食戰略本部」,並在今年三月進行先導計畫期中彙整,內容明定揭示2050年《綠色糧食戰略目標》四大戰略目標:一、農藥減半使用;二、降低化學農藥與肥料3成使用量;三、擴大有機農業面積25%耕作面積(100萬公頃);四、園藝設施化石燃料零使用。   其該報告彙整前,決策團隊特別召集各相關生產者、企業團體加入討論交流,藉此蒐集各不同領域建議,以供5月擬定出長期戰略之參考。透過跨領域交流下,除有利於在擬定戰略能更加全面性,也能促進整體系統更加具體組織化。除了2050年須達成的長期目標外,包括短期目標、檢核計畫執行流程圖與時間軸一同加入擬定。  【延伸閱讀】糧食和農業的未來—趨勢與挑戰
智能監測咖啡豆的熟成及品質
2021/06/25
Demetria是一家運用AI人工智慧來監測咖啡豆之風味及品質的咖啡供應鏈新創公司。該公司運用數位科技來監測咖啡豆之香氣及風味,而香氣及風味正是影響咖啡豆品質之重要變數。這是首次運用科技來控管咖啡豆每一階段之品質及風味,不論是從製造階段至配送過程亦或是從農場至餐桌上之過程皆可透過人工智慧精確監測咖啡豆之品質及風味。為了要提高產品價值鏈的效率、透明度和可持續性,Demetria運用數位雲端來識別及追蹤咖啡豆質量。希冀藉由該技術之輔助可提供生產者和烘焙商提供具有開創性的見解,並對咖啡產業及咖啡農有所影響。 咖啡豆供應鏈挑戰   直至目前,咖啡豆的質量是由「杯測」來確定的,「杯測」是由咖啡行業認證的品嚐專家(位於咖啡出口國)親自評鑑,其過程極其昂貴且耗時。 因此,直到交易過程的最後階段,烘焙商和貿易商對他們所購買的咖啡豆的品質的了解程度仍然很小。 而且1250萬的咖啡小農生產世界60%的咖啡豆,但卻無法獲得杯測協助,因此小農們無法確定或管理其作物的質量,讓許多人無法維持可靠的生活。   全球咖啡生產受到許多因素的影響,這些因素使農作物品質不穩定,連帶著其市場也不穩定。 由於農民一如往常地無法保證豆的品質,這意味著很多農民只能從他們的農產品中獲得基本商品利潤。 只有在此過程的後期,當豆類通過包含貿易商,加工商和出口商等昂貴且繁瑣的供應鏈過程後,後續品質才被確定。因此,農民從一杯零售價為2.80美元的咖啡中平均只能得到2.5%(0.07美元)。 可攜式之紅外線感測器   通過使用最先進的可攜式之紅外線感測器來分析生咖啡豆並對其進行生物標記,Demetria建立了一個以AI為基礎之數據智能平台- “e-Palate”,使咖啡豆能準確對應行業標準的咖啡風味輪。Demetria正在推出一套基於SaaS的解決方案,以取代用「杯測」方式來確定豆品質,從而在整個供應鏈中進行口味評估和特性分析,及提供快速且準確的品質測量和可追溯性。   “檢測生咖啡豆的品質之能力改變了整個行業的遊戲規則,整個行業依賴原始的供應鏈和「杯測」長達300年。 很難相信,世界上最大的烘焙商實際上在購買咖啡豆時對其品質的了解非常有限,而且大多數咖啡農(供應鏈中最關鍵的參與者)不了解自己的農作物的品質,因此,這是不公平的報酬,且威脅到這個4500億美元產業的可持續性。”  Demetria的聯合創始人兼首席執行官Felipe Ayerbe說。 “我們的技術提供了至關重要的情報,以確保作物的一致性和品質控制,重新解決了咖啡價值鏈的經濟問題,使每個關鍵參與者受益。” Carcafe試驗性項目   Demetria已成功與Carcafe(為世界上最古老及規模最大的農產品貿易商之一Volcafe / ED&F Man旗下之咖啡部門)一起完成了一項試驗, Carcafe能辨別不同高價值「杯測」輪廓,而Demetria已經建立了一個配對解決方案,以確定哪種生咖啡豆適合。   Carcafe總經理Sebastian Pinzón解釋說:“ Carcafe與Demetria合作開發了一個試驗應用程序,該應用程序使任何地方的任何人都可以使用可攜式感測器來檢測生咖啡的獨特且高價值的感官(“口味”)特徵。” “我們正採用和推廣這一突破性技術,以大大提高我們在採購點和現場的勘探過程的效率和效力。 Demetria取代了利用手動流程來確定重要數據之流程,而這些數據以前在行業中是不可獲得的,並且在做出更好的決策方面上被證明是無價的。”   Demetria還與哥倫比亞全國咖啡種植者聯合會(Federación Nacional de Cafeteros, FNC)合作,開發了一系列應用程序,可幫助農民及其在供應鏈中的交易點上控制和追蹤咖啡豆品質-並據此進行定價 。   FNC總裁Roberto Velez表示:“極其重要的是,哥倫比亞可持續地提供具一致性且品質良好的咖啡豆來鞏固其在特色咖啡市場中的地位,並且滿足日益增長之全球市場需求。” “透過使用可負擔並普及化的感測器、雲端運算和其他技術,咖啡種植者將能夠以簡單、及時和準確的方式管理生產過程的每個階段,更重要的是,可以評估自己作物的品質和反映到所獲得之價格上。 像Demetria這樣的技術使FNC能夠實現其目標,並在咖啡行業的可持續發展中發揮關鍵作用。”  【延伸閱讀】結合小農經驗與人工智慧將有助於提升玉米產量

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