【智慧農業技術擴散媒合會】自動影像偵測與辨識,讓溫室害蟲監測即時又長期
2021 年 4 月 13 日行政院農委會「智慧農業成果擴散示範計畫」於集思北科大會議中心舉行技術擴散媒合會。臺灣大學生物機電工程學系林達德教授於會上分享,介紹已經落地應用推廣的「智慧型溫室害蟲自動影像偵測與辨識系統」。
林達德教授由農業需要著力解決病害與蟲害談起,根據國際農糧的統計,病蟲害所造成的損失高達生產量的百分之二十至四十,減少相關損失將能夠降低糧食生產成本、增加生產量。傳統針對病蟲害的管理,首要重點即為預防壓抑病蟲害的產生,前提即是精準可靠的病蟲害監測。過去傳統的監測以人工為主,需要專家介入辨識,且資料累積耗時。
過去十年相關科技進展速度飛快,如人工智慧 (AI)、物聯網 (IoT)、5G、雲端資料庫等科技進展,讓監測技術能夠有長足的進步,新科技創造了次世代病蟲害管理與研究的契機。林達德教授介紹其發展的「溫室害蟲智慧偵測與辨識系統」,過去使用黏蟲紙監測環境害蟲如粉蝨、薊馬、蠅類、蚜蟲等,大約需要1-2周才能得到相關的監測結果,系統整合 AI影像辨識與環境監測,其智慧模組提供到以手機及時監測害蟲的數量與情況。
林達德教授率領團隊發展的小型嵌入式系統,運用深度學習影像辨識技術,以黏蟲紙影像進行害蟲偵測與辨識,系統可設定每十分鐘辨識一張,現階段已經可以處理常見的八種害蟲,辨識可靠度可以達到 90%。所有的資訊上傳雲端,可以透過網頁與行動裝置,即時顯示場域內環境及蟲害資訊。還可以察覺異常訊息,並且一併收集環境資訊,如溫度、濕度、光照等,甚至可以做長期歷史資料累積監測。所有資訊會記錄在資料端,可以直接產生報表,讓農民可以依據這些整合資訊做出管理的改善。
目前該系統已經進行場域驗證,由台灣海博特公司完成雛型機持續落地推廣。應用之場域已包括水果與蔬菜溫室場域、水果與花卉實驗場域,今年度並拓展至外銷花卉場域害蟲監測。長期監測累積數據,可以配合農業改良場專業人員,進行害蟲防禦措施甚至來協助監控害蟲管理的成效。所有資訊會記錄在資料端,可以直接產生報表,讓農民可以依據這些整合資訊做出管理的改善。
林達德教授舉番茄種苗細菌性斑點病預警系統為例做說明,系統可藉由收集環境情況,再透過預測模型提供不同時期病害風險的評估,在發生風險升高時提出警告。此外,可以將施藥紀錄與害蟲資料連結,了解到各個紀錄的關聯。在APP 也提供施藥的標準作業程序做為參考,希望能在防治蟲害損失的同時、同步減少農藥施用。後續研究仍持續研發加值應用,包括二氧化碳的感測等,希望發展更即時性、精準性、廣域性的病蟲害管理機制。