產業觀測－紓解勞力短缺 AI機器人務農成新趨勢

圖／本報資料照片

全球面臨農業勞動力不足與從業人口老化，農事作業的人機協作模式，成了提升工作效率、緩解勞動缺口的重要解方之一。傳統農用載具大多依賴燃油引擎，在淨零碳排浪潮下，電動化或改變動力來源的農用載具，成爲未來發展趨勢。臺灣目前電動化農用載具的發展，雖然是以小型農機爲主，但逐步發展出大型化與長時操作的功能，思維勢不可擋。有鑑於大型電動農用具需要更大的扭力與續航力，電池容量、尺寸或價格，以及持續供應多元化低碳電力的方便性，成爲發展重點。

■電動農機低碳運作

在多元化替代傳統燃油方案中，包含液化天然氣（LNG）燃料，以及近期熱門的常溫液態甲醇燃料。電動農用載具動力方案中，高溫甲醇燃料電池（HTMFCs）是低碳發電裝置，與傳統電池不同，只需要持續添加甲醇即可發電，系統具備四大特徵，包括：一、運作時只排放水和少量二氧化碳，沒有其他有害物、大幅減少環境污染；二、比氫氣更易於存儲和運輸，與添加燃油相同的是，可持續操作之便利性；三、甲醇燃料來源廣泛，如天然氣、生物質等，價格較低能降低運營成本；四、可即時補充，相較電動載具需要較長的充電時間，甲醇燃料電池載具加註燃料後，能迅速恢復運行，且速度快，提升工作效率。

此類新的能源供應，以及搭載三電系統（電池、電機、電控）並具備智慧功能的智電型農業機械，未來將能提升作業效率與使用便利性。工研院將在9月11日至13日在臺灣智慧農業週中展出的國產「高溫甲醇燃料電池農用載具」，結合可分散式供電與控制的系統，延長電動農用載具操作時間，還能夠替換不同的農事應用模組，包括載重、割草、噴藥等，讓農用載具從刻板印象中冒煙嗡嗡響的傳統機械，化身多功能「變形金剛」，提升農用協作載具的應用多元性。

在電動化的助力下，結合臺灣強大的智慧模組周邊產業，以智慧機器人來取代需要大量勞力或有作業風險的農事成爲未來趨勢。由於維繫着「水果王國」美譽的臺灣農民，越來越多借由搭建溫網室、棚架等設施，來提供一年四季多樣化的瓜果生產，並藉以降低環境變遷造成對生產的影響，過程中需要人工悉心照顧，才能讓瓜果在過程中順利接受授粉、開花並結果。

■機器人也會授粉、噴藥、採摘

以替植物進行授粉作業爲例，部分農民雖以蜜蜂協助授粉，但授粉效果有限，目前大多以人工授粉爲主，成功率高但成本也較多，且常需要在高溫作業環境下長時間工作，辛苦又有中暑風險；在採果方面，目前仍需要僱工來協助，在勞動力來源不足情況下，現在需要提高薪資、甚至提供住宿等優渥條件來徵求合適的採果工。以溫室番茄爲例，果品成熟與否還跟辨色的經驗有關，採摘作業皆需要付出時間、精力，維持好的品質。

面對缺工衝擊，讓具備學習過授粉、採果知識的AI智慧機器人來協作，如同廣告臺詞「機器也能檢土豆」，未來年輕人能更輕鬆投入務農工作。AI協作機器人特點在於：一、同一位機器人同時擁有授粉、精準噴藥與採摘功能，提高生產效率；二、運用影像邊緣運算技術，針對所拍攝到的影像進行即時掃描分析，即時精確抓出目標瓜果的位置，機器人可進行授粉或採摘；三、以機器人補足原先的人力缺口，降低部分成本。目前工研院開發的「授粉/採摘機器人系統」雛形機，已經與高雄區農業改良場合作在番茄溫室完成概念測試，並藉由人工智慧持續累積經驗值。因爲包括智慧控制核心與機械作動周邊在內的零件都是全國產，維修容易，相信未來在智動化農事協作機器人發展上，能夠邁出國產商業化競爭力的一大步。