數位孿生技術模擬草莓農場，強化AI工具並降低成本 - 農業知識入口網

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2025-12-16

　　採摘機器人的研發過程往往受限於作物生長季節的制約，導致試驗週期長、成本高昂且效率低下。這種季節性限制不僅拖慢了技術迭代的速度，也大幅增加了企業的研發負擔。為此，探索一種能夠突破時空限制、加速研發過程的創新方法，成為當前農業科技領域的迫切需求。

　　美國佛羅里達大學研究團隊研究團隊以希爾斯伯勒縣商業農場為藍本，運用數位孿生技術建構包含每排植株、葉片與果實的精細虛擬農場。在模擬環境中驅動機器人採集數千張合成影像，並以這些影像獨家訓練AI辨識模型。技術核心在於3D建模與物理引擎的精準擬真，使虛擬草莓的光照反射、遮擋效應與生長變化皆符合現實規律。同時結合機器學習演算法，將合成數據轉化為可商用決策的預測模型。

　　研究發現僅透過虛擬數據訓練的AI模型，在真實農場測試中展現92%果實辨識準確率，果徑預測誤差僅1.2公釐，完全符合商業分級標準。此外，此技術使新工具開發週期縮短數月，傳統需耗費數週田間攝影與標註的工作，在數位孿生環境中可瞬間完成。研究也揭示虛擬訓練能降低60%以上的原型開發成本，企業可在投入實體試驗前於虛擬環境排除90%的技術缺陷。

　　此項研究發表在2025年《AgriEngineering》期刊，研究貢獻在於開創農業科技研發新模式，首次證明「純虛擬訓練」可產出商用級AI工具。數位孿生平台不僅提供全年無休的研發場域，更建立從機器人操作訓練到智慧噴灑系統測試的完整虛擬驗證鏈。實際效益包括：農民可提前數月獲得精準產量預測以規劃採收，農業科技公司研發成本降低40%以上，產業技術更新速度提升3倍。這套模式正擴展至番茄與藍莓等作物，推動農業數位轉型進入新紀元。

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