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興大楊明德無人機團隊投入精準農業 讓農民滑手機巡田

發稿時間:2021/10/07 14:59:56

(中央社訊息服務20211007 14:59:56)亞太地區的無人機(UAV)市場已成為全球第二大市場,全球的市場規模預估到2025年,將達到467億美元。中興大學土木系楊明德特聘教授帶領團隊,結合無人機與人工智慧,十年前即投入山坡地及集水區監測,隨著物聯網發展成熟,進一步運用先進的運算技術及三維模型建立,成功應用在精準農業上,減少農民看天吃飯的風險,榮獲科技部109年的傑出研究獎。Uber的操作模式也讓楊明德有新的構想,建置雲端資料處理平台,讓農民在監測農作物生長及災損,更精準也更迅速獲得正確的判斷資料。

獲得科技部「傑出研究獎」,中興大學土木系楊明德特聘教授還是一貫的忙碌與低調,埋首於研究工作中。對他來說,投入無機人結合人工智慧領域之終極目標,就是讓台灣這塊土地有更好的利用與全方位的照看,農民在極端氣候下「看手機吃飯」,不用再擔心「看天吃飯」,血本無歸。

指著無人機,楊明德眼中散發著光采,從莫拉克風災開始,結合無人機與人工智慧技術,在台灣山林的坡地監測及防災調查,協助政府做正確的決策。現今更進一步與農業專家合作,協助農民從事「精準農業」,「滑滑手機」就可以知道農作物長得好不好?有沒有生病?哪一區先收成的經濟效益最高?「巡田」這件事,交給無人機來搞定。

以水稻收獲為例,穀粒含水量是採收的關鍵指標,穀粒含水量愈低,後續的烘乾、儲存成本就能下降,楊明德發展的「陸空協作之水稻最佳收獲模式」,就是透過無人機回傳影像資料後,再以演算法推估穀粒含水量,整合天氣資料,準確提供最適合的收成排程及順序。在農作物的生長監測部份,楊明德指出,系統已經能精準的針對單株農作物進行株高變化、葉綠素含量、含氮量等大數據分析,讓農民可以決定何處、何時需要施肥。

「精準農業」並非一步到位,楊明德特聘教授團隊以無人機為「眼睛」飛上天後,透過「卷積神經網路(CNN)」,模仿人類大腦對「顏色辨識認知」,利用無人機的圖像資料,判斷農作物生長狀況的差異性。目前正整合「邊緣計算」來進行快速的資料提供及即時判讀。楊明德表示,「邊緣計算」整合到無人機的感測器以進行「即時辨識」及「即時反應」,這概念就像是以前所有指令都要回傳到總部請指揮官判斷,速度延宕,現在把估算模式從「雲端」下放,每一個點位的「小兵」,都能按照SOP進行分析並提供正確判斷,大大減少資料負荷量,也讓過去曠日廢時的採樣、實驗室資料分析,縮短到一小時甚至數分鐘就能完成。

楊明德團隊與霧峰農會產銷班合作,透過app與雲端平台,提供視覺化的採收決策服務,提供農民正確的採收時機,提高產量與品質,也減少了肥料及農藥的過度使用,以及烘穀成本,精準農業也呼應「低碳足跡」的節能減碳目標。團隊在「植株定位技術」,結合AI物件偵測及影像處理技術,各類農作物的準確率高達九成,水稻秧苗的準確率更高達98.56%,可做為單株生長監測的基礎。

十餘年來,致力於守護台灣這塊土地,楊明德教授的努力被肯定:2019年「無人機之農損即時辨識技術」榮獲「未來科技突破獎」及「最佳人氣獎」。2020年「陸空協作之水稻最佳收獲模式」榮獲「未來科技獎」、「最佳人氣獎」。2020年科技部「傑出研究獎」。2020年「最佳口罩配置AI 模式」榮獲中技社「AI創意競賽」亞軍。2021年「水稻小幫手」榮獲「資料創新應用競賽」銀獎。

興大楊明德無人機團隊投入精準農業 讓農民滑手機巡田


楊明德表示,隨著無人機技術進步,接下來要從水稻進階到高經濟作物,例如果樹的生長監測及災損判斷。國內無人機操作的人口愈來愈多,計劃下一步推動「無人機Uber」,合法合格的操作者加入平台後,都能上傳資料提供訊息,不需要靠著專業團隊到現場去操作無人機,屆時資料庫建置完成後,使用者及資料提供者都能從中獲取好處,把「手中的玩具變成工具」,達到雙贏。楊明德教授指出,隨著無人機在商用領域的廣泛應用,台灣有成熟的AI研發人才及高科技產業鍊,在亞洲的無人機市場競爭具有一定優勢,把市場的餅做大,吸引更多人才投入,台灣未來在無人機結合AI智慧應用上,有無限寬廣的空間及可能性。

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