久保田農機實現智慧農業，創造農業經濟價值
2020/03/17 @國際
摘要
日本久保田集團為因應農業未來發展趨勢，針對「應用農業數據發展日本精密農業」以及「開發超省力與輕型勞力的自動化與無人化技術」之議題，於2019年自動化和測量技術展進行集團研發成果與未來布局藍圖之演說。
示意圖
久保田集團(Kubota) 的技術顧問飯田聰（Satoshi Iida）博士，先前在東京國際展覽中心舉辦的自動化和測量技術展(IFES2019)上，以「久保田之未來智慧農業」為專題演講主題，介紹該公司在智慧農業所發展項目。
為因應未來新世代農業，久保田集團運用ICT(information and communication technology，資通訊技術)與IoT(internet of things，物聯網技術)，開創智慧農業新技術。而在這此演講當中，飯田聰博士主要針對專職農民〔1〕，為他們所面臨問題以「應用農業數據發展日本精密農業」、「開發超省力與輕型勞力的自動化與無人化技術」兩大發展議題，與新型態經營模式進行解說。
作為全球主要品牌
久保田集團於2018年度財會報表中，農業機器與引擎設備銷售額1.8萬億日元，佔整體的67%。在同領域中銷售額為全球第三，而未來力爭成為全球主要銷售品牌，持續往此方向進展。而為了達成此項目標，飯田博士表示：久保田集團「利用ICT與IoT創新技術」作為重要發展策略，連同「實現ICT與IoT創造新價值」。
日本從農者平均年齡為67歲，在高齡化趨勢下，伴隨離農因素，更是大幅度減少從農者，農戶在20年間減少將近一半，預計2020年約為100萬戶左右，2030年則有可能減少至40萬戶。
此外，由於5萬公頃以上的農戶規模持續擴大，整體趨勢相對轉型成大型結構體。不管在行政上或農地銀行等策略，因為規模擴大，也促進產值提升。為此，土地利用型的農家所需面臨的問題與主軸，則會落在產量、品質下降、增加作業者管理等等的農場管理問題，以及生產成本、生產品的高附加價值之品牌化、重型勞力、以及改善勞動環境、人才培育、銷售渠道的擴展等面向。
而有關農業整體訴求，例如：「轉換為有收益的經濟導向」、「解放重型勞動力改革促進年輕人加入」、「包含丘陵地在內促進農村活性化」、「維持農業多面向機能」、「因應氣候變遷的永續農業變革」等，久保田集團採取因應策略則是以「智慧農業」為導向，利用數據應用，實現精密農業，並藉由自動化與無人化技術，實現超省力與輕勞化。
對此，飯田博士表示：「最基本訴求則在於能利用精密數據，知道市場的需求，知道什麼時候需要，以及知道需要多少的量（廢棄最少化）是最為理想的。此外，完全透過人力也是有限，為了減輕負荷，必須藉由IT技術，而農業機械也需要推展自動化與無人化」。
利用農業經營管理系統「KSAS」提升農作業效率
為了實現這些目標，久保田集團自1970年代，將水稻種植體系機械化，例如：栽培和基礎施肥、代耕和育苗、水稻種植、施肥、除草劑噴灑、中間管理作業、採收以及乾燥與調節。整個生產週期機械化整合後，利用KSAS（Kubota智慧農業經營管理系統），進行作業計畫管理。除此，並投入裝有感測功能的自動農業機械，藉由上述這些資訊，構建高效能農作業管理體系。
KSAS系統利用農業機械與ICT蒐集農作業與產量、口感之作物資訊，作為支援經營服務系統，藉此實現可帶來經濟收益的PDCA（Plan-Do-Check-Action）型農業。KSAS系統優勢在於可提升產量與口感美味米的生產、傳承農家栽培技術、建構安心安全農作物、強化農業經營基礎，帶來迅速服務等效益。
目前系統的第一階段為建構與農場地圖相關的栽培支援系統，以及利用收割機、插秧機、乾燥機等連結完成PDCA農業模式，並從水稻種植到旱田耕作(小麥、大豆)等開始執行。系統應用之際，首先輸入農場資訊、作業內容、農藥與肥料等資材情報，以及所使用的農業機械基本資訊，再輸入作業生產計畫，工作執行計畫與作業指示與流程確認；最後因應產量、口感與產值和成本分析，與GAP(Good Agricultural Practice、農業生産工程管理)，以及機械診斷圖機制。KSAS系統可與口感產量的收割機相容，產量感測器可與面板下方所設置的底部測量重量。口感感測也可以透過近紅外線波長測量強度，可測量冷杉的水分與蛋白質含有率。
因此，可以藉由上述功能，在採收後可立即掌握每個農場的「產量・口感」變化。也可藉此與乾燥機結合，區分出「蛋白質・水分」。甚至可將每個農地的產量與口感地圖，活用於施肥計畫與土壤改良。飯田博士針對系統產能表示：「新瀉地區的監控測試結果，產量在三年期間約增加15%效益。」
開發第二階段，可利用網絡地圖掌握農場散落資訊，以及藉由感測系統判斷生長狀況、可變施肥、施藥、水資源管理系統(WATARAS)等結合，提升效率。最後，第三階段利用AI技術，構建先進的農業支援系統（農業掌門人）之發展策略。【延伸閱讀】日本利用ICT技術栽培溫泉草莓
農業機械自動化所帶來效益
除了系統上的研發，農業機械自動化研發也同時進展中。依據日本農林水產省安全導覽手冊內所規範，農機研發分成三大階段，將有人乘坐，外加無須手動駕駛設定為農業機械自動化第一階段；而第二階段則是在有人的監視下，自動化與無人化行駛(可有人機與無人機兩台共作)；第三階段則是透過遠距監視無人駕駛(農業專用道或公有道路)，亦可無人機兩台共作。
對此，久保田集團則是已開發第一階段的曳引機、收割機與插秧機；第二階段則是開發"SL60A"的農業自動化耕耘機，並於2017年9月上市。利用RTK-GPS特殊高精準度的無人駕駛(但仍需透過人為監控)，可達到一人監控下操作無人機與有人機兩台共作。
如何讓技術達到此項目標，在研發過程中，讓行駛中的曳引機記錄下場地的外形，因此，機台不僅可以因應正方形場地，連多邊形的場地也可處理。加上，配有自動轉向功能，可減少搭乘時和作業時的麻煩。此外，此機台兼具各種安全功能，例如四台相機、紅外線掃瞄、超音波聲納等，同時完全符合日本農林水產省安全導覽手冊所規範內容。
然而，飯田博士卻表示:「農機自動化與無人化的普及，仍存在各種問題。例如第二階段，為了達到無人化行駛，則是有需要整備整個農場的基本面。此外，為了使整體農場可以朝向無人化進行，田間通路以及邊界則需要採取安全措施。除此，農村的資訊網絡的應用也是，GSS基地台或準天頂衛星應用的基礎設備，如何提升安全措施以及擴大符合作業範圍之應用等都是需面臨問題。」
另外，在第三階段為了可達到遠距操控，不單農場整備、農道、以及5G農業專用的高速通訊基礎應用、利用曳引機的設備裝置狀態行駛等皆須符合道路交通法所規範。
久保田致力於智慧農業發展，期盼能實現能帶來收益農業，促進農民所得倍增。同時，利用輕勞化與省人化等進展，解決麻煩作業程序，並促進勞動改革。達到降低環境負荷(適用於減肥料、減農藥、有機栽培)，維持農業多面向機能(堅韌與永續)，以活用耕作休耕地，創造新價值。
註1：專職農民係指主要以農業經營為主，有意從事或有經驗者農民，或是依循農業經營基本促進法，受到經營改善計畫認定的鄉市鎮的認定農民等。
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