撰文｜今周刊

国立屏东科技大学与台湾海博特产学合作，共同开发结合影像辨识技术判别植物生长情形的无人载具，运用在温室栽种的精致农业上，开创市场新利基。

植物每天行光合作用，怎么知道它们吸收了多少光？生长状况如何？国立屏东科技大学与台湾海博特共同开发一款应用于温室栽培的移动载具，可利用光谱分析知道植物的生长情形，在作物产生病变时及早防治，并缩短品种开发的时程、提高产量，作为日后选种、育种的参考。

结合台湾光电优势，农业转型精致化

屏科大生物机电系教授苗志铭指出，过去台湾作物育种和病虫害防治，来自长年经验的累积，必须要种植几季之后，才能知道什么品种产量比较高，作为育种的参考。然而，面对国际市场竞争，农业需要引进科学化经营方式，除了要更有效率地选种，提升作物质量则要靠种植环境的调整，包括土壤、给水、施肥等都要做好管理。可是目前设备都仰赖国外进口，对农民来说是一大负担，「台湾在光电产业具有优势，应该自行开发整合光电和自动化的机械设备，台湾海博特与屏科大所开发之移动载具，可一机多用，效益更高。」

另一方面，台湾农地零碎，不利于大规模生产，农民平均年龄62岁，为鼓励年轻人务农，政府以政策支持温室栽培，希望解决人力短缺的问题。「只要两、三分地就能养活一家人，而且耕种不受季节限制，」苗志铭指出，温室栽培有许多优点，季节性作物如西红柿、香瓜，不但能终年生产，也可在换季时改种其他作物，没有休耕期的问题；少了气候、环境的挑战，温室蔬果也比露天栽培的好吃。在温室采用无人化管理设备，未来还能进一步利用大数据分析，结合人工智能分析提升种植技术，种植高单价或园艺作物，朝少量多样的精致农业发展。

车体结构和控制有大学问

红外线感测判断路线，温室行动自如

走进屏科大的实验农场，龙门式无人载具横跨在温室平台两侧，上面装载了由台湾海博特所开发的摄影镜头，透过计算机里的影片辨识软件，可以看到叶片上深浅不一的黑点分布，反映植株对不同光谱的吸收状况，监测生长情况。

龙门式载具的结构看起来虽然简单，在开发过程中却碰到不少困难。屏科大车辆系教授陈勇全解释，车辆设计分成结构和控制两部分，不像工厂里运送货品的低底盘无人载具，龙门式架构因为高度高较难控制移动时的稳定度，在设计时除须顾及结构强度外，还须将行进时之震动程度降到较低，否则拍摄到的影像会变得模糊。在车辆行进轨道控制上，要求更加严格，既要将移动时左右偏移幅度控制在正负1公分左右，还要能水平、垂直移动，而定位偏差只能在1公分以内。

由车辆系陈勇全与陈立文教授所主持的计划团队，过去已经有成功开发电动车的经验，在载具设计时，运用铝挤型材料来做为本身的结构，并选用万向轮，使载具行进时可直接九十度改变方向，在温室狭小的走道间来去自如。行进控制方面，则运用红外线传感器判断路线，将讯号送给微控制器，和马达控制器整合，并利用PID控制器分别控制无人载具的运动方向。目前开发出的原型机，在三个月内可以做到商品化，接下来将开发第二代无人载具，希望可以适应露天栽培条件更严苛的气候与环境。   

跨域整合利基，与产业合作更密切

荷兰以温室技术成为全球农产品输出大国，以色列透过水源控制克服环境限制，达到粮食自给自足。台湾海博特副总经理张简庆华表示，土地资源有限，想要提升农业的效益，须促进农业技术的改革，「制造业高喊工业4.0，农业也要4.0。」这次与屏科大合作开发无人载具所应用的科技，以前根本不会也不可能运用在农业上，随着现在技术成熟，价格也比较平民化，除了在台湾推广，还可拓展南向商机，深耕海外市场。

陈立文表示，产业整合的趋势，将使无人载具应用更加广泛。比方，农业上还可用来喷洒水雾保持土壤湿润，或替代人力喷洒药剂，避免农民健康受损；畜牧业可用来清理牲畜粪便和牧草，以及各种需要自动化设备的应用，与学校其他科系或企业合作也将更密切。

产学合作建立学校和企业的桥梁，一起提升产业竞争力，更有助于人才培育。车辆系硕士班二年级学生叶仁宪、林上弘，因为参与这次计划，了解其他产业对载具的需求，累积更多的实务经验。产学携手，未来的台湾更具竞争力。