日本智慧農業最前線-利用科技改變農業經濟
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2021-12-22
自古至今，農家大多憑藉「經驗」與「直覺」、「靠老天賞臉吃飯」在務農，當「天公不作美」時，壓力往往加劇在農民身上，尤其當今全球面臨極端氣候等諸多環境的挑戰，農業如何順風順水，滿足人民糧食需求已是全世界共同待解決的問題。除了環境面外，日本農業長期仍需面臨人口結構的改變，超高齡化與勞動力的短缺，讓農事作業的人手不足的窘境迫在眉梢。此時，先端科技的能量注入，猶如一帖良藥，正促使農業與跨域結合，從過去的單打獨鬥、仰賴環境，逐步整合轉型，展現出農業新世代的智慧化模式。
數位化轉型，促進產值提升
智慧農業具備一項相當大的特點，攸關田間土壤、作物生長、產量等的空間分布資訊，皆可從衛星影像、無人機（小型）與智慧化農機蒐集取得，再透過氣象預報等數據紀錄加以分析後，便可預先訂定農場工作計畫。藉此，有利於農事作業管理外，並可預先擬定出農藥與肥料等所需投入的資材量，從而提升生產量能與產值。
目前技術進展，還可以透過衛星影像掌握農作物所需氮肥量，給予適切施肥，並可在採收前推測出玄米的蛋白質含量與採收期，促進農產品質標準化、產量提升等優勢，進而強化農產品牌的宣傳力。
另外，為了加速推動農業數位化轉型，由日本農研機構（國立研究開發法人農業暨食品產業技術綜合研究所）於2019年4月所建立『農業資訊整合平台』(WAGRI)，顧名思義統整了過去各分散數據，藉由平台共享與鏈結，企圖以最低成本提供農民廣為運用。
自動化農機，大幅增進產能
日本在2018年率先引領全球實現農機自動無人化作業。在感測器裝備加持下，目前曳引機與插秧機已可完全辨識出障礙物，安全且無人操作。然而，礙於使用條件，目前仍處在人為一旁監視的「人機共同參與」階段。隨著5G、AI與高精密影像技術不斷進展下，「遠距自動化」操作則是相關產官學研共同致力實現的下一個階段性目標。利用1人在監控室遠距畫面操作，無須親臨作業現場，可在同區域內多台機器同步操作，亦可在分散場域同步自動化作業，尤其在大規模農作面積上，更有助於大幅提升產能。
另一方面，為配合日本政府所推行擴大海外農產輸出政策，相關研發單位也致力於園藝設施專用的無人採收機研發。目前技術研發現況，感測技術已可完整掌握果實成熟度與位置，可再提升視覺上的準確判斷度。搖桿技術方面則為不傷及果實表面，在採收速度上仍有進步的空間。由於在園藝設施作物，例如：草莓、番茄、青椒、小黃瓜、蘆筍等作物，在採收期間相當耗費人力，如藉由感測技術與搖桿技術，更加掌握感測、搖桿、行駛三元素，未來將有望可解決上述問題，除此，拓展園藝設施農產作物出口也指日可待。
科技的鏈結，實現精密農業
農業機械在先端科技的驅使下，「自動化」與「小型化」已是未來不可逆的趨勢。對於農作面積較小的日本不僅借力使力更勝一籌外，對於大規模生產的歐美來說也是相當討好。例如：英國著名從事農業相關研究的哈珀亞當斯大學（Harper Adams University），在2017年進行完全無人農場計畫（Hands Free Hectare）。這項計畫中，正是透過日本製的小型曳引機進行試驗。相較於歐美落實農機自動化得因應作物生長、須符合節能減碳、安全性高等多項需求，過程既耗成本又耗時，反之日本輕量小型且容易維護又不受氣候影響的自動化設備更受到歐美的青睞。故此，在近年來，多台小型協作高精密農業系統之應用已引起全球高度注目。
無疑農業的智慧化應用，不管在解決人力問題、技術傳承、提升農產品質、轉向市場需求等面向備受高度期許。然而，除先端技術層面，農業與地方能量鏈結也密不可分，因應土地（當地）的需求，導入最佳化智慧農業技術才是真正成功關鍵因素。【延伸閱讀】日本推動智慧農業、友善環境、生物技術綜合戰略
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