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智慧農業‧南向淘金 台灣農技團4.0:無人機

經緯航太與台大農學院攜手合作,運用多光譜儀及紅外線/可見光整合相機,進行不同稻米品種生長及染病狀況之比較。(莊坤儒攝)

經緯航太與台大農學院攜手合作,運用多光譜儀及紅外線/可見光整合相機,進行不同稻米品種生長及染病狀況之比較。(莊坤儒攝)
 

台灣商用無人機的發展,藉著優異的資通訊技術與人工智慧加持,在防疫、救災或農業領域,都成了最亮眼的新星,尤其在東南亞國家更「飛」出智慧農業的新航道。

 

新冠肺炎蔓延初期,台灣政府因為早有警覺,快速啟動應變機制,包括在機場為入境旅客量測體溫,呼籲全民戴口罩、勤洗手,因此成功控制了疫情。為了有效防治傳染病,許多大樓、學校會對訪客量體溫,出現確診的病患則予以隔離治療。而農作物如果生病了,其實也有一套類似的應變機制。

農作防疫力,力拚零確診

「去年我們就成功利用無人機,抑制了稻熱病。」羅正方領導的經緯航太無人機團隊,去年在台南後壁藉由無人機升空,偵測生病的稻作,予以精準噴藥,及早防堵了稻作的疫情。

「稻子也是會發燒、會傳染疾病的,就跟人類一樣。」整片田中如果有一株稻子染病,其餘的稻子都可能受到影響。

但要在一望無際的稻田中,「篩檢」出生病的稻子,對人力早已吃緊的農民來說,是份苦差事。這時派出裝了感測器的無人機,就像替飛機裝上一對眼睛,一發現稻子溫度異常,就能立刻將之匡列。科學防疫解決農民的問題,也可以減少農地過度的用藥。

至於危害玉米的秋行軍蟲,也無法逃過無人機的法眼。經緯航太在無人機上安裝了「多光譜儀」,利用遙感探測技術,只要葉片的葉綠素不太對勁,有了病徵,就會噴藥治療。

無人機裝上AI大腦更聰明

無人機的智慧農業應用,有了AI人工智慧的輔助,又躍升至另一個層次。經緯航太的飛機裝上輝達(NVIDIA)的AI電腦,透過高速處理器的運算與人工智慧的深度學習,從高空就可快速判識目標作物有無生病,一有病徵就打開噴藥,遇到健康的植株就關閉裝置,繼續飛行。

在遍地熱帶叢林的東南亞,這種智慧辨識技術就更能派上用場。無人機飛行在樹冠上方時一律關閉,到了目標區才打開噴藥,精準的運作與計算,一切都在機器上完成,無需回傳影像到後台。

不只有超級AI電腦助陣,背後還有龐大的農業科研團隊。台大農學院、中興大學、嘉義大學、屏科大的農業專家,成為經緯航太的堅強後盾。

就是因為有這群專家,經緯航太才能掌握馬來西亞的棕櫚樹、泰國的稻米、菲律賓的香蕉與鳳梨等相關的生長圖譜與病徵,提供智慧農業更精準的應用。

國家櫥窗產業,航太應用無人機

2004年羅正方創辦經緯航太時,人們對於無人機仍是一無所知。當時無人機只出現在電影的場景中,台灣產業界對這種超前的技術一片空白,成為他拓展無人機的最大阻力。五年級的羅正方,早年曾拿獎學金到美國德州大學奧斯汀分校深造,也是台灣第一位以GPS衛星定位系統作為論文研究主題的研究生。

懷著對人類航空乃至外太空探索的憧憬,羅正方有幸進入美國國家航空暨太空總署(NASA)參與火星研究計畫,並同時取得博士學位,有八年的時間在德州奧斯汀太空研究中心服務。

返國後,羅正方曾擔任成功大學衛星資訊研究中心執行長,也在擔任漢翔公司總經理任內,完成第二代經國號戰機(IDF)性能的提升,人生經歷幾乎與航空太空脫不了關係。

當他在找尋創業方向時,自然而然地選擇了商用無人機,「航太產業是國家的櫥窗產業,其中無人機最有機會獲得全方位的加值應用,替我們的國家找到一條航太的出路。」羅正方點出創業的初衷。

初期沒沒無聞的經緯航太,直到高雄氣爆事件才為人知曉。利用無人機空拍的高解析度照片,快速拼接建立現場的3D地形模型,提供救災單位即時掌握完整圖資;後來小林村的土石流、台南維冠大樓、花蓮大地震、莫拉克颱風……,都能看到經緯航太無人機的身影。

羅正方也親自帶著無人機隊前進東南亞。「很多地主一輩子沒有完整看過自己的土地,甚至不知道自己有多少棵樹。」羅正方的無人機飛完以後,立刻可以告訴地主有49萬7,720棵樹,每一棵樹都有清晰的照片與GPS座標,「下回哪棵樹生病,立刻可以循GPS座標予以診治,高效能管理資產。」

智慧農業展新頁

經緯航太的精準農業照護技術除了令新南向國家驚艷,也曾在高雄、台南利用無人機協助防治登革熱,因而吸引群島國、非洲等國前來洽詢無人機協助瘧疾與茲卡病毒防疫的功效。

另一家前進新南向國家有成的台灣無人機開發商翔探科技,也在印尼取得了好成績。去年底翔探科技獲得國發基金「創業天使投資方案」的資金挹注,成為四家取得投資上限2,000萬的新創企業之一。總經理高丈淵分析,除了在海外的銷售實績亮眼,自有的核心技術,以及百分之百本土新創的基因優勢,可能是讓國發基金投好投滿的主要原因。

「我們是國內第一個完成整合無人機飛控系統與機載電腦的無人機研究團隊。」創辦人高丈淵是資深遙控飛機玩家,交大資工所畢業,有半導體公司的IC設計背景,因為研發出無人機的核心控制系統,讓翔探在市場攻城掠地時,不會受制於人。「我們不怕上游系統供應商提高售價,因為我們就是上游。」高丈淵的自信,來自翔探應用自家系統與雲端軟體,提供完整無人機一站式的應用解決方案,尤其與交通大學、政治大學,台灣科大等頂尖學院技術合作,是在市場能夠脫穎而出的原因。

關鍵技術一手掌握,加上強大的客製化服務,翔探與國內科研法人、日本的Blue Innovation Co., Ltd.以及印尼台商都有密切的合作。其中智慧農業的應用是翔探的強項之一,「一開始我們以農噴用植保無人機AG1-Octo去幫宜蘭的正福茶園噴灑茶葉營養劑,因為是客製化的施作,無人機要飛多慢,噴嘴流速都可以做更細緻的自動化調校。」

對正福茶園來說,翔探無人機的施作可以補足農業人力的不足,而且噴灑的覆蓋率與均勻度與手噴最為接近。有經過無人機「精準照護」的茶葉,外觀似乎沒有什麼變化,但是泡出來的茶湯,無論是甜度或口感,都有顯著的升級,原本一斤4,000元的茶葉,硬是可以賣到6,000元。

數據高效採集,無人機技術領先兩世代

除了智慧噴灑,搜集田野的大數據,也是農民相當需要的功能。「無人機對智慧農業協助產量預測來說,是一項很好的載具。」高丈淵說,原先農民為了量測土壤的濕度、氣溫、病蟲害等數據,必須在田地裡放置很多感測器,如此一來,維護成本是個令人頭痛的大問題。

感測器怕被老鼠咬壞、怕進水、怕電力不足,為了得到精準數據,又不得不遍地置放,成為管理上的負擔。高科技的無人機則完全沒有這些顧慮,裝載感測器的無人機輕鬆飛一回,精密複雜的數據就已經收集完成,管理者還可以安坐在室內吹冷氣。也因此,印尼農業部的官員找上翔探時,感興趣的並不是實體的飛機,反而是翔探所收集到的農業大數據。

無人機不但能用於急如星火的防災、安保,也可用於道路橋梁巡檢、智慧農業精準的照護與城市治理,甚至可以偵測輻射,到危險的地方進行任務,其落地的應用充滿無限想像。像是翔探正在開發協助抗疫的室內導航無人機,不用GPS定位,憑藉AI運算與強大的導控系統,就算在室內也可以自動導航,將可用於醫療院所內的消毒,取代危險的人力防疫工作。

經緯航太則與馬來西亞合資,提供當地智慧農業的照護。「台灣的無人機技術,較之歐美與中國大陸,一點也不遑多讓。」羅正方看好台灣的無人機產業發展。完整的供應鏈、研發複合材料的領先,加上農業生技與物流的系統整合,是台灣領先世界的優勢。

羅正方說,「我的父執輩曾用農業技術團去協助友邦解決糧食問題。」現在台灣只是轉個彎,應用IoT物聯網與無人載具的技術,升級成為農技服務團的4.0。伴隨著無人機隊的輸出,也讓世界看見台灣無人機的亮點。