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設施蘆筍農業機具與智能作物生產決策系統

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設施蘆筍農業機具與智能作物生產決策系統

●技術簡介:
導入自動化省工機具技術,並整合前瞻物聯網/資通訊技術,建立自主技術,擬發展設施蘆筍農業機具與智能作物生產決策系統,可達到「省工省力」目標與「管理技術」提升,並可以提昇國內蘆筍生產質與量,達到穩定蘆筍生產之產量與品質的雙重目標。對於改善目前臺灣農業現況以及預期經濟效益應有極重要的貢獻。
●技術之科學突破性:
(1) 新式自動化省工機具直接跨在蘆筍畦面上方並順著蘆筍畦面行走,使用前方的電動剪割除蘆筍母莖及擬葉,並透過輸送帶將割除後的母莖及擬葉帶入粉碎機構裡進行碎化作業,並將碎化殘枝排到蘆筍田溝中。不但可解決應用綠籬機與背負型圓盤鋸齒式割草機的效率問題,亦可增加人員安全性,以提高勞工保障。
(2) 智慧物聯網自動化監測系統已經在兩處不同試驗場域分別進行測試,其中設施環境監測系統主要負責記錄設施內之環境數據,並經由節點之核心微處理器將感測資料切為無線傳輸封包,並透過Zigbee無線通訊協定發送至閘道器切割並整理,最後將整理好的環境感測值上傳至雲端MySQL資料庫作紀錄,以供後續分析與網頁呈現。透過自動化監測系統,可對設施溫室之環境分布進行分析,對於未來若是加入環境控制器,也可對於其效益以及個別位置進行加強處理。
(3) 智慧蘆筍生產管理指標為增進蘆筍留母莖之最大效益,需建立合理莖葉密度為重要依據。將建立更新老化莖葉及終止採收期之生育判定指標、建立有效光截取之合理整枝模式及莖葉密度指標、母莖培育期遮陰處理效益評估。
(4) 智慧影像拍攝系統可定期監測蘆筍生長情形,在有限角度範圍內拍攝的影像處理方法搭配重建演算法並進行處理,以獲取所需之影像資訊。預計以深度學習分析蘆筍植株存活情形,並以影像辨別設施溫室內蘆筍生長情形。
(5) 為達智動化拍攝蘆筍生長影像之目標,本團隊完成開發智動化影像拍攝行動車載具,搭配相對應之技術進行影像拍攝與物聯網無線傳輸。本研究計畫對於蘆筍栽培行為感測系統,開發一套田間智動化行動車載具系統,藉以取代過去傳統人工勘查蘆筍生長方式,進而達到省工省力的效益與目的。
(6) 本團隊針對臺灣留母莖蘆筍栽培法,透過機器學習演算法開發一智能蘆筍作物生長影像辨識方法,可辨識出不同長度的嫩莖生長與蘆筍母莖叢,再根據轉換比例得到該嫩莖之高度估算值。可提供蘆筍農民巡視蘆筍作物生長情況的參考以及生產決策依據。
(7) 本土蘆筍潛勢生長模型有其必要,透過蘆筍生長相關之環境因子與預測模型,據以修正為適用於臺灣氣候與留母莖栽培管理方式之生長模式。
●技術之產業應用性:
(1) 蘆筍智動化省工省力機具之開發,已達成提高「設施蘆筍老化母莖田間割除碎化省工」的作業效率。
(2) 設施蘆筍物聯網監測平台以及影像拍攝系統,更快速監測設施溫室中蘆筍作物的生長狀態,也能節省更多人力。並以深度學習與影像辨識技術分析設施溫室內蘆筍植株存活情形和蘆筍生長情形。
(3) 應用遮光網於夏季高溫母莖培育期進行遮陰,改善母莖生長勢、高度不佳及分枝生長較差之情形。並進行提高母莖高度之操作,避免去頂過多,可增加葉面積指數。
(4) 應用提升摘心後母莖高度之栽培管理方式,提升嫩莖產量及品質,增進合格品率,另此項操作使母莖第一分枝著生位置較高及底層側枝數量較少,減少底層側枝摘除之作業勞力時間付出。
(5) 智能作物取像載具及辨識系統可利用載具前視及側視鏡頭完成道路及作物生長取像功能,左右側視影像用於生長辨識系統當中,前視影像則會在未來用於自動導航開發。並透過機器學習演算法強化辨識模型架構以符合設施蘆筍複雜的背景與相似的物件特徵。
(6) 蘆筍生長機制模式可即時提供農戶所需之生產管理建議,藉由提昇設施蘆筍產量與品質,提昇臺灣蘆筍自給率。未來亦將完成蘆筍栽培環境參數與最佳產量關聯性評估並結合蘆筍生產管理資訊與產銷履歷登載系統,來增加蘆筍產銷品質,增加農民收益。

線上展網址:
https://tievirtual.twtm.com.tw/iframe/808f4e62-563a-4c41-ae2b-2aa77873b2f5?group=23bfb1fa-dd5b-4836-81a1-4a1809b1bae5&lang=tw

聯絡人

  • 姓名:江昭皚

  • 電話:02-3366-5341

  • 地址:10617 臺北市羅斯福路四段一號

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其他資訊

  • 展館別:未來科技館 【2023】半導體專區

  • 所屬代表參展單位:國科會

  • 主要應用領域:農業相關

位置 更多資訊

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  • 技術成熟度:實驗室階段

  • 展示目的:商機推廣、研發成果展示

  • 流通方式:技術授權/合作、自行洽談

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