雲端與農田—科技與農業的結合創新

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  「赤腳走在窄窄的田埂上,聽著腳步劈啪響,遠處有蛙鳴悠揚,枝頭是蟬兒高唱,黃昏的小村道上,灑落一地細碎殘陽。」

  一首1970年代的歌曲,描寫著農村純樸自然的景象,然而隨著時代的發展,如今的年輕世代,已經鮮少有人體會過農村的人文風情,也很少有人能意識到台灣的農村和農田正在漸漸消失,後繼無人的農業,荒廢變賣的農田,人口老化的農村,都是台灣現在正在上演的情況。

  科技的發展帶動經濟起飛,但是同時卻讓大家遺忘了在背後默默支持台灣經濟發展的農業。

  回顧台灣的經濟發展歷史,農業一直都是臺灣經濟發展之中不可或缺的一部份。從最早期的「以農立國」開始,到60年代的「以農養工」時期,再到「出口導向」等等,每個階段都與農業有著密不可分的關係。但是,現在台灣卻面臨著農地流失、農業人口老化、勞動力斷層等嚴重問題。面對著這樣的問題,政府推出「新農業運動」、「農村再生」的返鄉計畫,但是年輕人仍然不願意從事高付出低回報的農業。

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《採訪Bite 1》非農子女 林同學
  對於傳統農業就覺得他是一個很需要靠勞力跟體力從事的工作,然後感覺現在好像比較多是老年人在從事這方面的工作,因為好像比較多年輕的人都跑到城市裡面來了。未來就業方向是否考慮務農,其實沒有欸,因為未來就是比較沒有想要從事這方面的工作,但是看到有些人家裡可能有一塊小地啊或什麼,然後可以自己種菜然後種一些水果什麼的,感覺就滿有趣的,可是感覺是就是興趣取向不是未來賺錢的方法。

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  然而,這幾年來,科技技術迅速的發展,科技的應用也被帶入到農業之中,透過科技的輔助,可以有效地增加農產量、降低勞力需求,但即使是這樣的改變,在年輕人心中卻仍然有著不少的疑慮。

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《採訪Bite 2》非農子女 林同學
  覺得科技農業好像可以讓農民更輕鬆然後更快速地從事這項工作,但好像關於黃豆基因改造什麼的,感覺好像又對人體有危害,但是我覺得這好像沒有什麼好跟壞的區別,就是看人類要怎麼使用他。科技農業感覺是一個很專業的事情,需要投入非常多的心力在這上面,只是自己想種菜啊或什麼的,還是希望用比較天然,然後比較有機的方式。

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  但是,科技農業的發展,並不是僅限於基因改造。在淡水頂田寮從事有機農業的鄭鵬舉先生,和淡江大學資訊工程學系的陳瑞發教授所帶領的研發團隊,一起打造智慧化農場,從外部因素進行調整改變,希望能透過科技營造出最適合植物生長的環境。

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《採訪Bite 3》淡水頂田寮有機農場 農場主人 鄭鵬舉
  自從我踏進有機農業這個區塊以後,覺得最不能夠克服的地方就是我們澆水的濕度問題,因為每一種菜他的所需要水分還有他各個成長其所需要的水分,即使我們知道要幾度但是我們眼睛觸感等等的沒辦法瞭解他的濕度是多少,這是農民最困擾的事情。在種菜的各方面,包括肥料管理啦土石管理啦那個都可以有數據可以看,那只有這個濕度的話一般的農民都沒有辦法掌握,沒有辦法掌握的話,這個又是最關鍵的一個技術,那如果說太濕的話,也許他會病害蟲害就會跟著來,會對農民最大的損失是在這個地方,那如果說能夠掌握泥土的濕度的話,那我們能夠控制它的濕度的話,那可以影響他的成長一些成功率會比較順利。

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  在有機農業發展的過程中,「不穩定」這三個字一直是鄭鵬舉先生面臨到的最大困境。因此鄭鵬舉先生透過淡江大學的社區服務機制,尋求協助,而學校方面則是邀請到資訊工程學系的陳瑞發教授,加入科技農業發展的團隊之中,為鄭鵬舉的有機農場打造智慧化的監控感測環境。

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《採訪Bite 4》淡江大學資訊工程學系 教授 陳瑞發
  我目前是跟頂田寮有機農場,在進行智慧型農場的一個合作部分。加入到這個計畫裡面,我是覺得說因為這位農夫他本身的一個作業部分是在做有機農業。那有機農業其實跟一般我們聽到的農業不太一樣的是說,舉一個例子,它的土地要耕作之前,它必須休耕三年,必須把整個土質的東西去做一個改善的部分。那第二個就是說它禁止用一些化學農藥的部分。其實這個東西對農業來講是一種叫做所謂的永續經營。所以我覺得說這是一個滿有意義的事情,所以我就加入進去。

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  從資訊工程跨入農業之中,陳瑞發教授運用物聯網和感測技術,從植物的生長環境下手,將農作物的生長環境數據化,打造雲端資料庫,透過資料庫數據的巨量分析,就可以將植物控制在最適合的生長環境,大幅度的降低農業的不穩定性。

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《採訪Bite 5》淡江大學資訊工程學系 教授 陳瑞發
  我們初步來說,因為我自己本身是資訊科系的老師,所以我本身比較熟悉的是資訊技術的部份。
第一個我就是想到是說先去感測一些狀況,先利用一些,所謂的物連網的技術、感測器的技術,去測試一些土質上面的一個濕度的部分。接著就會把它所謂的灑水系統,做一個自動化的開關,那因此跟這些感測器做一個連結,藉由農夫他本身提供的經驗,去暸解到說種什麼樣的一個植物,他其實基本上濕度要多少,在我們資訊技術的控制之下,他就可以去做到所謂的一個自動灑水的一個部分。目前來說,另外還有在進行我們怎麼樣藉由光譜洞悉,來控制植物生長的部分。那後期這一邊其實慢慢的我們也會開始去把整個自動化的一個部分去做一個擴大,包括說土質監控以及節水。這個是我們未來會想要去再進行的一個部分。研究中其實我們現在遭遇到最大的困難,大部分都是在所謂的農業專業技術上面。未來這一塊,其實我們是希望說,可以再去跟一些其他學校,比較有農業相關的科系,看看有沒有尋求一些所謂的一個合作的機會。

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  雖然這套系統目前著重於濕度控制,但是陳瑞發教授表示未來也會繼續研究光線、空氣、水、土壤的感測控制,打造成一套完整的植物生長環境感測系統。

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《採訪Bite 6》淡江大學資訊工程學系 教授 陳瑞發
  我自己的看法是這樣子,農業科技基本上是在讓農業的產業去做一個永續經營,而不是一個破壞。
  其實我們大家都比較聽到的是像國外他們有用基因改造,那這個東西是好是壞當然見仁見智。
  那我自己比較希望朝向的是說,今天既然要去做所謂的科技農業,基本上是希望說整個是讓農業去做一個永續發展的一個情況,所以我自己本身來說也是比較朝向這個一目標在進行。

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  對於系統的未來發展,鄭鵬舉先生認為,一套完整的智慧化農業系統,不僅能增加農作物產量,也可以減少農業在人工勞力方面的大量需求。這套系統對於小農而言,不僅僅是從根本層面降低成本需求,也可以增加他們在市場上的競爭力。除此之外,鄭鵬舉先生也希望政府可以補助農民投入農場科技的發展,促使更多有意願從事農業的青年加入到這個行業之中。

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《採訪Bite 7》淡水頂田寮有機農場 農場主人 鄭鵬舉
  其實農民喔,是最弱勢的一個團體嘛,經費方面就是比較不足,那如果說要這套系統真的很好用的話,政府應該提前要來做一些企劃案,讓農民享受這套系統,能夠增加農民的產量減少工時的支出,建構一個新北市那新的一個智慧農場,才能跟中南部比較大的農民有一個競爭力,不然我們北部的工資又比較貴而且土地也比較貴,如果說沒有智慧農場設施的話,根本沒有辦法生存。政府現在就是一直鼓勵大家從事有機農業,但是你成本沒有辦法競爭的話,有人意願的話也不會踏進這個領域,所以說政府在經費方面應該要給予農民適當的補助,然後才有辦法鼓勵新的農民踏這個行業,友善這個土地。

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  近年來,農委會推動「漂鳥計畫」,鼓勵青年人走入農業和鄉村,體驗腳踏實地的農村生活,關懷周遭的自然環境,並且協助年輕人在農村和農業中找到新的工作契機。然而,這個計畫的成效卻極為有限,政府提供了金錢和技術補助,卻有不少的年輕人在從事農業的過程中,面臨收入大起大落、入不敷出的困境,最後依舊選擇放棄農業、放棄鄉村。但是,科技農業的出現,不僅改善農業的不穩定性,也讓年輕人開始思考,如果農業不再是一個高付出低回報的行業,那它是不是可以變成一個未來的職業選擇。

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《採訪Bite 8》農民子女 張同學
  對於科技農業呢,其實是真的到我長大之後才知道有這種更厲害的一個發展。畢竟你從來不會想到說,一個靠天吃飯的工作,怎麼可以用科技這件事情,讓大家的辛苦被外界所看到。在科技農業裡面啊,我就會看到很多人會把資料上傳到網路上,然後讓客戶可以看到說喔他撒了多少農藥啊、他收成的如何啊,然後看到自己吃的東西來自哪裡,我覺得這樣更安心的情況下,都市的人還有就是從事非農業工作的人,就願意付更多的錢去吃到更安心的食物。我覺得這是一個很值得思考的創新的農業方式。我自己呢其實是有考慮過要務農的,因為我就覺得如果這個行業就斷在我們這一代,會非常的可惜,但是,這樣的考慮他只是我的選擇的一部份,並不會立刻去實踐它,但是我覺得務農其實也是一個讓人去選擇的一個行業。我覺得我之後應該也會想要結合科技農業,因為畢竟科技農業是一個趨勢,當你傳統農業其實它能得到的東西太限有了,那如果我有吸取這方面的知識,可以去結合的話,然後讓它的效能產生的更高,那為什麼我不去做呢?所以我覺得科技農業是一個時代的趨勢,然後希望它能發展的更好。

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  農村勞動人口老化、農村人口流失,這些並不是專業的學術用語,而是近十年台灣農村正在一幕幕上演的真實情景。年輕人出走農村,離開這個看不見前景的產業,頭也不回地前往都市發展,卻永遠失去與土地的親密連結。逐漸老去的農村,原先富饒的農地就這樣任憑荒草覆蓋,或者農地被以低價出售失去原本應有的價值。相比農耕時代,現代的人們與自然日漸疏遠。如今的鄉野田間,成了我們假日偶爾踏足的地方,但是我們卻忘了,我們的祖先曾經在田裡面辛勞耕種而甜美收獲。農業是一直以來支持人類發展的行業,如今面臨到的卻是無人繼承接手的困境。隨著時代的變遷,不論傳統農業或者科技農業,我們應該思考的是如何幫助農業復興,讓這項人類賴以為生的行業,能夠一直永續長存。

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採訪記者:李明潔、張芝瑄
採訪時間:106.03