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推薦序 智慧農產業數位新服務/陳駿季

I

新世代的農業革命──智慧農業/盧虎生

IV

重返蝴蝶蘭王國的榮耀/許志賢

IX

進入智慧農業的第一本書/陳玠廷

XII

危機重重的臺灣農業 2019 年,瓜農阿寶的日常 1 危機 1 人口嚴重老化 威脅農業人力效率

010

2 危機 2 極端氣候加劇 從農風險增加

016

3 危機 3 農業規模小 資源整合效率差

017

4 危機 4 農產內需市場有限 又遇國外農產品競爭

019

迷思 1:農民為何而種?責任天賦還是自決?

022

什麼是智慧 4.0 ?概念從何而來? 11 全球產業轉型趨勢

032

22 臺灣的追趕與升級:生產力 4.0 全力衝刺

042

Being Smart,智慧如何導入農業? 11 何謂智慧農業?和以前有什麼不同?

050

22 創新技術的農業應用

058

33 當前限制與未來挑戰

074

44 如何「智慧」地解決農業問題?

078

案例與應用

080

迷思 2:未來農民是不是都將失業?被機器人取代? 118


4

未來臺灣農業的機會 2030 年,瓜農阿寶的智慧農田 1 機會 1 機器取代基礎勞務人力 農民轉變為管理決策者 136 2 機會 2 微氣候資訊越來越準確 有效掌握田地環境變化 137

5

3 機會 3 發展農村文化觀光 推廣臺灣在地農產特色

140

4 機會 4 整合農業技術和科技 向外輸出智慧小農典範

142

布局智慧農業,從何開始? 迷思 3:是不是只有有錢的農企業可以發展智慧農業 ? 146 11 你是小農場主的話

151

22 你是農企業的話

160

33 你是田園派農友的話

168

44 其他未來想要投入智慧農產業的人

171

智農入門工具包

6

172

智農是臺灣農業的出路還是末途? 11 智慧技術再突破 帶動商業新模式

208

22 智農的風險與難題

210

33 我們不想失去的那些……

213

44 新智農 ‧ 新治理

215

55 智慧農村新願景:除了生產,更重要的是生活!

218

迷思 4:臺灣農業轉型、整合真的有必要嗎 ? 參考文獻

224 234


3

Being Smart, 智慧如何導入農業? 1

何謂智慧農業?和以前有什麼不同?

2

創新技術的農業應用

3

當前限制與未來挑戰

4

如何「智慧」地解決農業問題? 案例與應用 迷思 2:未來農民是不是都將失業?被機器人取代?


SMART AGRI

1 何謂智慧農業?

和以前有什麼不同?

你知道現在全世界有多少人口?要吃掉多少食物 嗎? 目前全球人口將近有75億,聯合國糧食與農業組 織預測2050年,全球人口將達100億,等於是比現 在還要再增加30%以上的人口,食物生產需要再增產 50%以上,才能滿足人類所需。

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近年地球環境惡化、氣候變遷、飲食偏好改變、 政府或市場失靈,以及過去由石化導向的經濟將轉型 為生質導向經濟,也可能進一步競爭農地資源。上述 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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種種因素都急切地透露,如何供應穩定的糧食生產已 是迫切問題。 再加上新興國家人口與經濟的成長,全球廣大消

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The state of food security and nutrition in the world, http://www. fao.org/state-of-food-security-nutrition/zh/


農業的挑戰也必須同時關注:動物福利、人道飼養、 消費者健康與循環經濟等面向。 所謂的農業,是一個整體的食物、能源與水資源 系統。過去一、二十年來,農業界開始透過「精準農 業」來思考與回應幾個迫切的問題。極端氣候與變遷 加劇,如何掌握更精確的氣候訊息?能源短缺議題浮 現,如何更節省並有效率地使用天然資源?全球人口 增加與新興經濟體的成長,帶動全球飲食需求增加, 如何提供更多營養與安全的食物? 過去二十年來,農業界嘗試發展「精準農業」來 回應上述這些問題。精準農業是一套融合農耕知識, 再輔以在田間獲取的各種數據與相關資料庫,

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根據

數據來決定農事的「處方」(例如該下多少肥?要噴 什麼藥?),進而協助農事作業的模擬、自動化操作 及決策。

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理想的精準農業作業系統必須包括六大要素:(一)農耕資料庫;(二) 土壤資料庫;(三)地理資訊系統;(四)全球定位系統;(五)遙測 技術;(六)自動化農機操作系統。同時由一套完善的軟硬體整合串連, 以擁有偵(檢)測、整理、分析、決策及作業等多重性功能(劉天成, 2000)。

,智慧如何導入農業? Being Smart

費者飲食意識提升,也更關注糧食安全與健康議題。

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透過以數據為基礎的精準診斷與決策,可以節約 水資源、最適化能源投入、減少環境汙染(精確用 藥,減少濫用情形),大幅提升作物品質與產量。簡 單來說,精準農業可以做到監測各種資源並有效利用 之的條件下,提升動植物的生產力,讓農夫可以最小 化成本並最大化收益。 精準農業已經長期應用監測數據,以資料導向做 為生產管理的依據,精準地投入對動植物的營養、照 顧與管理;但是精準農業的資訊應用程度受限,數據 片斷不連續,資料之間缺乏無縫整合的系統。 當今,資通訊技術與數位科技突斷猛進,在精準 農業的基礎上,進一步優化各種數據分析系統。例如 智慧創生

遙測、雲端技術、物聯網都有很大的突破與進展,應

新農民創業與升級行動指南 ──

業更能適地適作、適時適用,許多專家學者將這一

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用這些技術在農業的管理與決策,比之前的精準農

波應用最新技術的農業發展,稱之為「智慧農業」 (Smart Farming, Smart Agriculture)。 和精準農業兩相比較,智慧農業有幾個不同之處:


有更大的時空尺度資料分析與即時回饋,更加資 料導向(Data-driven),因為物聯網的普及,萬物 都可以連網,例如農場有各式感測設備,農人未來使 用的農具,都可以立即偵測相關的環境數據或農作物 資訊,資料可以立即儲存、分析運算與應用,也就是 說,智慧農業比精準農業在資料處理上,更多、更 快、更即時、更便宜。

b 更廣泛的應用 精準農業主要應用在農業生產領域,而智慧農業 不只涵括農業生產領域,還包含加工、流通、消費與 廢棄物循環回收等農-食生產鏈的五大場域,透過各 種智慧裝置與資料管理的流程,在農-食生產鏈中充 分掌握每個環節的資訊,並能即時反饋行動。

c 更精確的預測 由於資訊的數量與分析技術的大幅突破,預測模 型與管理系統能夠處理高度複雜數據,提高模型與系 統的精確度與即時反應速度。

,智慧如何導入農業? Being Smart

a 更巨量與即時的資料

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整體而言,過去的精準農 業,已經嘗試優化資料蒐集與 資料整理用以提升農業生產, 也就是用數據協助農業「在對 的地點,對的時間,做對的 事」,透 過 各 種 衛 星 定 位 系 統、地理資訊系統、環境感 測機器提供數據,並輔以專 家系統判讀資訊,協助農民 做出「對」的判斷與決策。 智慧農業進一步擴充精準 農業,新科技使得更脈絡化、 情境化,並具區位特性的資料 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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數據,透過智慧系統的協助, 可以更即時做出各種立即的回 應,例如氣候與災害警報與預 測,協助農民提早因應各種環 境變化或市場波動。


,智慧如何導入農業? Being Smart

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未來大規模耕種都會以大型農機為主,農機上方裝載GPS和感測 器,以方便定位和蒐集資訊。(照片提供/臺大生傳系智農辦公室)


SMART AGRI

2 創新技術的農業應用 技術與概念 物聯網 物聯網(IoT)指的是把許多物件(例如各式各 樣的感測裝置或設備),以網路相互連結,於是這些 物件及其所產生的資料,形成一個巨大且萬物相連的 網際網路。這些參與連結的物件所產生的資訊,多數 是由感測元件所產生,所以物聯網的核心,可以說就 是感測元件與網路通訊技術所組成。 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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目前物聯網的應用日益廣泛,交通、建築、金 融、醫療保健、教育與農業……,都開始大幅利用物 聯網所提供的資訊,這些資訊的獲取、儲存、分析, 以及開發各種應用服務的爆發,令人對未來物聯網的 發展充滿期待。


灌溉、施肥與用藥。在精準農業的應用上,現在已經 可以透過調查與測量溫度、濕度、土壤成份檢驗等 數據(主要可分為植株生理感測模組與環境監測模 組),來決定要不要灌溉?肥料成份與用量?以及農 藥的精確濃度與使用時機。 在智慧農業的應用上,上述的各種檢測數據,都 可以透過各種具備網路通訊能力的感測元件,即時取 得當下資料,也可以透過雲端與大數據分析與預測, 處理巨量的資料儲存與分析應用。 搭配各種APP或應用程式,農民或田間管理員可 以在遠端透過手機或是平板電腦,即時取得農場溫 度、濕度、氣壓、光照等環境關鍵數據,進而做為農 事工序與決策的依據。例如土壤濕度不足時,管理系 統可提醒農民灌溉澆水,在自動化程度更高的農場 裡,甚至感測元件在偵測數據後,系統可以自動灌 溉,適時補充水份與營養,讓作物保持良好的生長條 件。

,智慧如何導入農業? Being Smart

以農業的應用來說,過去農民是憑經驗、感覺來

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反過來看,若土壤的濕度與肥份充足,則不需再 過度提供,大幅節省水資源與農業資材的投入。因為 能更優化感測農耕過程的各種條件,物聯網透過巨量 資料處理與管理系統,立即採取合適的管理措施,實 現了農事管理的新模式,也大幅提升農業生產效率與 永續性。 在畜產與酪農產業上,亦能透過智慧禽畜舍智能 環控的設計,自動調節最適動物生長的溫濕度與環境 衛生等各種條件與異常情形,也有計步器、家禽腳環 等裝置可以做個體識別與追蹤管理,精準掌握動物健 康、餵飼情形與疾病預防,提高生產效率。

智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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,智慧如何導入農業? Being Smart

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溫室也需設置戶外環境監測器,即時接收聯繫戶外與室內的各 種環境數據。(照片提供/臺大生傳系智農辦公室)


智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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未來智慧農場將包含環境感測器、物聯網連線、遠端監控與 機器人、無人機等省工輔具。


,智慧如何導入農業? Being Smart

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? 迷思 3 m y t h 是不是只有有錢的農企業 可以發展智慧農業?

智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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布局智慧農業,從何開始?

一說到要投入智慧農業,許多農友就會露出望 洋興嘆的表情,或是揮著手說「沒有錢、沒有錢」、

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「這東西是很好,但只有農企業才做得到」。但事實 上,臺灣網路遍布率高、智慧型手機連在長輩間都 普遍使用,要走入智慧農業的領域,可能比想像中簡 單。或者說,智慧農業的精髓並不在必須擁有先進的 設備,而是在於能夠將農業結合手上資源和時下科技 的概念。 前面案例提及的景發農場場主柯景發,就是最好 的例子,秉持著農業在經營上「省比賺快」的精神, 每一個工程和設備在實際搭蓋購買之前,一定要事先 做足功課,瞭解廠商的報價是否合理,是否符合農場 使用效益等等。 有一些必要的工具不一定要直接購買現成的產 品,也可以思考同樣功能之下是否有其他產業同功能 產品可以替代。因為柯景發過去在工業機具公司服務

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多年,懂得基礎的機械技術定理,因此從溫室設計、 搭建資材室、太陽能電池運用等,他都想辦法運用簡 單的機械技術或是生活智慧來降低成本,讓搭建溫室 的過程除了帶進許多智慧管理的元素外,更比一般人 少了一半以上的建設費用,徹底貫徹「省比賺快」的 精神。日本專利的瓜果授粉棒一支要上千元,柯景發 用傳統手機震動零件裝上竹筷子,不到10元的成本就 可以在自家農園輕鬆達到同樣的瓜果授粉功能。 若你不像柯景發一樣具有工業機械背景,小時候 也沒有參加過科學展覽的經驗,對於要自己動手做完 全沒有概念的話,沒關係!拿起手機,下載APP也可 以輕鬆成為智慧農業的一員喔! 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

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目前資訊工業策進會、凌誠科技和阿龜微氣候等 單位團體,都已經開發出提供農友使用的田間管理 APP,可以讓農友簡單透過隨身科技管理、記錄農場 工作,並對於農場的開銷與收入有更詳細的記錄。 資策會開發的APP「神農一指收」、凌誠科技開


布局智慧農業,從何開始?

發的APP「農務e把抓」,和阿龜微氣候團隊開發的 「阿龜誌」都具有類似的功能,可以提供農地管理、 作物田間記錄管理、施肥施藥或庫存管理,將複雜而

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零碎的各種務農所需項目整合於系統當中。每個人都 可以免費使用這些基礎功能,若有更多客製化需求, 則可以再跟各單位接洽,購買更多服務或業務合作。

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國家圖書館出版品預行編目(CIP)資料 智慧創生 : 新農民創業與升級行動指南 / 丁維萱, 林 樂昕著. -- 初版. -- 臺中市 : 臺灣農業推廣學會 ; 高雄 市 : 巨流, 2019.04  面 ;  公分

智慧創生──新農民 創業與升級行動指南

 ISBN 978-986-81769-8-0(平裝)  1.農業推廣 2.技術發展 430.39

108001592

總  策  畫 臺灣農業推廣學會、國立臺灣大學生物產業傳播暨發展學系 出  版  顧  問 王俊豪、陳玉華、林如森 作     者 丁維萱、林樂昕 責  任  編  輯 張如芷 封  面/ 排 版 謝欣恬 插        畫 大和童藝文工作室 發  行  人 國立臺灣大學生物產業傳播暨發展學系 出  版  者 臺灣農業推廣學會         402 臺中市南區興大路145號 中興大學生物產業管理研究所        電話:(04)22852105        傳真:(04)22859619 合 作 出 版 者 巨流圖書股份有限公司         802 高雄市苓雅區五福一路57號2樓之2        電話:(07)2265267        傳真:(07)2264697        劃撥帳號 01002323 巨流圖書股份有限公司 法  律  顧  問 林廷隆律師        電話:(02)29658212 出 版 登 記 證 局版臺業字第 1045 號       

ISBN 978-986-81769-8-0(平裝) 初版一刷‧2019 年 4 月 版權所有,請勿翻印 (本書如有破損、缺頁或倒裝,請寄回更換)

定價:320元


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智慧創生--新農民創業與升級行動指南  

FZA0930

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