智慧創生－－新農民創業與升級行動指南

錄T

目ON

T N E

C

1

2 3

S

推薦序 智慧農產業數位新服務／陳駿季

I

新世代的農業革命──智慧農業／盧虎生

IV

重返蝴蝶蘭王國的榮耀／許志賢

IX

進入智慧農業的第一本書／陳玠廷

XII

危機重重的臺灣農業 2019 年，瓜農阿寶的日常 1 危機 1 人口嚴重老化 威脅農業人力效率

010

2 危機 2 極端氣候加劇 從農風險增加

016

3 危機 3 農業規模小 資源整合效率差

017

4 危機 4 農產內需市場有限 又遇國外農產品競爭

019

迷思 1：農民為何而種？責任天賦還是自決？

022

什麼是智慧 4.0 ？概念從何而來？ 11 全球產業轉型趨勢

032

22 臺灣的追趕與升級：生產力 4.0 全力衝刺

042

Being Smart，智慧如何導入農業？ 11 何謂智慧農業？和以前有什麼不同？

050

22 創新技術的農業應用

058

33 當前限制與未來挑戰

074

44 如何「智慧」地解決農業問題？

078

案例與應用

080

迷思 2：未來農民是不是都將失業？被機器人取代？ 118

4

未來臺灣農業的機會 2030 年，瓜農阿寶的智慧農田 1 機會 1 機器取代基礎勞務人力 農民轉變為管理決策者 136 2 機會 2 微氣候資訊越來越準確 有效掌握田地環境變化 137

5

3 機會 3 發展農村文化觀光 推廣臺灣在地農產特色

140

4 機會 4 整合農業技術和科技 向外輸出智慧小農典範

142

布局智慧農業，從何開始？ 迷思 3：是不是只有有錢的農企業可以發展智慧農業 ? 146 11 你是小農場主的話

151

22 你是農企業的話

160

33 你是田園派農友的話

168

44 其他未來想要投入智慧農產業的人

171

智農入門工具包

6

172

智農是臺灣農業的出路還是末途？ 11 智慧技術再突破 帶動商業新模式

208

22 智農的風險與難題

210

33 我們不想失去的那些……

213

44 新智農 ‧ 新治理

215

55 智慧農村新願景：除了生產，更重要的是生活！

218

迷思 4：臺灣農業轉型、整合真的有必要嗎 ? 參考文獻

224 234

3

Being Smart， 智慧如何導入農業？ 1

何謂智慧農業？和以前有什麼不同？

2

創新技術的農業應用

3

當前限制與未來挑戰

4

如何「智慧」地解決農業問題？ 案例與應用 迷思 2：未來農民是不是都將失業？被機器人取代？

SMART AGRI

1 何謂智慧農業？

和以前有什麼不同？

你知道現在全世界有多少人口？要吃掉多少食物 嗎？ 目前全球人口將近有75億，聯合國糧食與農業組 織預測2050年，全球人口將達100億，等於是比現 在還要再增加30%以上的人口，食物生產需要再增產 50%以上，才能滿足人類所需。

1

近年地球環境惡化、氣候變遷、飲食偏好改變、 政府或市場失靈，以及過去由石化導向的經濟將轉型 為生質導向經濟，也可能進一步競爭農地資源。上述 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

050

種種因素都急切地透露，如何供應穩定的糧食生產已 是迫切問題。 再加上新興國家人口與經濟的成長，全球廣大消

1

The state of food security and nutrition in the world, http://www. fao.org/state-of-food-security-nutrition/zh/

農業的挑戰也必須同時關注：動物福利、人道飼養、 消費者健康與循環經濟等面向。 所謂的農業，是一個整體的食物、能源與水資源 系統。過去一、二十年來，農業界開始透過「精準農 業」來思考與回應幾個迫切的問題。極端氣候與變遷 加劇，如何掌握更精確的氣候訊息？能源短缺議題浮 現，如何更節省並有效率地使用天然資源？全球人口 增加與新興經濟體的成長，帶動全球飲食需求增加， 如何提供更多營養與安全的食物？ 過去二十年來，農業界嘗試發展「精準農業」來 回應上述這些問題。精準農業是一套融合農耕知識， 再輔以在田間獲取的各種數據與相關資料庫，

2

根據

數據來決定農事的「處方」（例如該下多少肥？要噴 什麼藥？），進而協助農事作業的模擬、自動化操作 及決策。

2

理想的精準農業作業系統必須包括六大要素：（一）農耕資料庫；（二） 土壤資料庫；（三）地理資訊系統；（四）全球定位系統；（五）遙測 技術；（六）自動化農機操作系統。同時由一套完善的軟硬體整合串連， 以擁有偵（檢）測、整理、分析、決策及作業等多重性功能（劉天成， 2000）。

，智慧如何導入農業？ Being Smart

費者飲食意識提升，也更關注糧食安全與健康議題。

051

透過以數據為基礎的精準診斷與決策，可以節約 水資源、最適化能源投入、減少環境汙染（精確用 藥，減少濫用情形），大幅提升作物品質與產量。簡 單來說，精準農業可以做到監測各種資源並有效利用 之的條件下，提升動植物的生產力，讓農夫可以最小 化成本並最大化收益。 精準農業已經長期應用監測數據，以資料導向做 為生產管理的依據，精準地投入對動植物的營養、照 顧與管理；但是精準農業的資訊應用程度受限，數據 片斷不連續，資料之間缺乏無縫整合的系統。 當今，資通訊技術與數位科技突斷猛進，在精準 農業的基礎上，進一步優化各種數據分析系統。例如 智慧創生

遙測、雲端技術、物聯網都有很大的突破與進展，應

新農民創業與升級行動指南 ──

業更能適地適作、適時適用，許多專家學者將這一

052

用這些技術在農業的管理與決策，比之前的精準農

波應用最新技術的農業發展，稱之為「智慧農業」 （Smart Farming, Smart Agriculture）。 和精準農業兩相比較，智慧農業有幾個不同之處：

有更大的時空尺度資料分析與即時回饋，更加資 料導向（Data-driven），因為物聯網的普及，萬物 都可以連網，例如農場有各式感測設備，農人未來使 用的農具，都可以立即偵測相關的環境數據或農作物 資訊，資料可以立即儲存、分析運算與應用，也就是 說，智慧農業比精準農業在資料處理上，更多、更 快、更即時、更便宜。

b 更廣泛的應用 精準農業主要應用在農業生產領域，而智慧農業 不只涵括農業生產領域，還包含加工、流通、消費與 廢棄物循環回收等農-食生產鏈的五大場域，透過各 種智慧裝置與資料管理的流程，在農-食生產鏈中充 分掌握每個環節的資訊，並能即時反饋行動。

c 更精確的預測 由於資訊的數量與分析技術的大幅突破，預測模 型與管理系統能夠處理高度複雜數據，提高模型與系 統的精確度與即時反應速度。

，智慧如何導入農業？ Being Smart

a 更巨量與即時的資料

053

整體而言，過去的精準農 業，已經嘗試優化資料蒐集與 資料整理用以提升農業生產， 也就是用數據協助農業「在對 的地點，對的時間，做對的 事」，透 過 各 種 衛 星 定 位 系 統、地理資訊系統、環境感 測機器提供數據，並輔以專 家系統判讀資訊，協助農民 做出「對」的判斷與決策。 智慧農業進一步擴充精準 農業，新科技使得更脈絡化、 情境化，並具區位特性的資料 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

054

數據，透過智慧系統的協助， 可以更即時做出各種立即的回 應，例如氣候與災害警報與預 測，協助農民提早因應各種環 境變化或市場波動。

，智慧如何導入農業？ Being Smart

055

未來大規模耕種都會以大型農機為主，農機上方裝載GPS和感測 器，以方便定位和蒐集資訊。（照片提供／臺大生傳系智農辦公室）

SMART AGRI

2 創新技術的農業應用 技術與概念 物聯網 物聯網（IoT）指的是把許多物件（例如各式各 樣的感測裝置或設備），以網路相互連結，於是這些 物件及其所產生的資料，形成一個巨大且萬物相連的 網際網路。這些參與連結的物件所產生的資訊，多數 是由感測元件所產生，所以物聯網的核心，可以說就 是感測元件與網路通訊技術所組成。 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

058

目前物聯網的應用日益廣泛，交通、建築、金 融、醫療保健、教育與農業……，都開始大幅利用物 聯網所提供的資訊，這些資訊的獲取、儲存、分析， 以及開發各種應用服務的爆發，令人對未來物聯網的 發展充滿期待。

灌溉、施肥與用藥。在精準農業的應用上，現在已經 可以透過調查與測量溫度、濕度、土壤成份檢驗等 數據（主要可分為植株生理感測模組與環境監測模 組），來決定要不要灌溉？肥料成份與用量？以及農 藥的精確濃度與使用時機。 在智慧農業的應用上，上述的各種檢測數據，都 可以透過各種具備網路通訊能力的感測元件，即時取 得當下資料，也可以透過雲端與大數據分析與預測， 處理巨量的資料儲存與分析應用。 搭配各種APP或應用程式，農民或田間管理員可 以在遠端透過手機或是平板電腦，即時取得農場溫 度、濕度、氣壓、光照等環境關鍵數據，進而做為農 事工序與決策的依據。例如土壤濕度不足時，管理系 統可提醒農民灌溉澆水，在自動化程度更高的農場 裡，甚至感測元件在偵測數據後，系統可以自動灌 溉，適時補充水份與營養，讓作物保持良好的生長條 件。

，智慧如何導入農業？ Being Smart

以農業的應用來說，過去農民是憑經驗、感覺來

059

反過來看，若土壤的濕度與肥份充足，則不需再 過度提供，大幅節省水資源與農業資材的投入。因為 能更優化感測農耕過程的各種條件，物聯網透過巨量 資料處理與管理系統，立即採取合適的管理措施，實 現了農事管理的新模式，也大幅提升農業生產效率與 永續性。 在畜產與酪農產業上，亦能透過智慧禽畜舍智能 環控的設計，自動調節最適動物生長的溫濕度與環境 衛生等各種條件與異常情形，也有計步器、家禽腳環 等裝置可以做個體識別與追蹤管理，精準掌握動物健 康、餵飼情形與疾病預防，提高生產效率。

智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

060

，智慧如何導入農業？ Being Smart

061

溫室也需設置戶外環境監測器，即時接收聯繫戶外與室內的各 種環境數據。（照片提供／臺大生傳系智農辦公室）

智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

062

未來智慧農場將包含環境感測器、物聯網連線、遠端監控與 機器人、無人機等省工輔具。

，智慧如何導入農業？ Being Smart

063

? 迷思 3 m y t h 是不是只有有錢的農企業 可以發展智慧農業？

智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

146

布局智慧農業，從何開始？

一說到要投入智慧農業，許多農友就會露出望 洋興嘆的表情，或是揮著手說「沒有錢、沒有錢」、

147

「這東西是很好，但只有農企業才做得到」。但事實 上，臺灣網路遍布率高、智慧型手機連在長輩間都 普遍使用，要走入智慧農業的領域，可能比想像中簡 單。或者說，智慧農業的精髓並不在必須擁有先進的 設備，而是在於能夠將農業結合手上資源和時下科技 的概念。 前面案例提及的景發農場場主柯景發，就是最好 的例子，秉持著農業在經營上「省比賺快」的精神， 每一個工程和設備在實際搭蓋購買之前，一定要事先 做足功課，瞭解廠商的報價是否合理，是否符合農場 使用效益等等。 有一些必要的工具不一定要直接購買現成的產 品，也可以思考同樣功能之下是否有其他產業同功能 產品可以替代。因為柯景發過去在工業機具公司服務

?

多年，懂得基礎的機械技術定理，因此從溫室設計、 搭建資材室、太陽能電池運用等，他都想辦法運用簡 單的機械技術或是生活智慧來降低成本，讓搭建溫室 的過程除了帶進許多智慧管理的元素外，更比一般人 少了一半以上的建設費用，徹底貫徹「省比賺快」的 精神。日本專利的瓜果授粉棒一支要上千元，柯景發 用傳統手機震動零件裝上竹筷子，不到10元的成本就 可以在自家農園輕鬆達到同樣的瓜果授粉功能。 若你不像柯景發一樣具有工業機械背景，小時候 也沒有參加過科學展覽的經驗，對於要自己動手做完 全沒有概念的話，沒關係！拿起手機，下載APP也可 以輕鬆成為智慧農業的一員喔！ 智慧創生 新農民創業與升級行動指南 ──

148

目前資訊工業策進會、凌誠科技和阿龜微氣候等 單位團體，都已經開發出提供農友使用的田間管理 APP，可以讓農友簡單透過隨身科技管理、記錄農場 工作，並對於農場的開銷與收入有更詳細的記錄。 資策會開發的APP「神農一指收」、凌誠科技開

布局智慧農業，從何開始？

發的APP「農務e把抓」，和阿龜微氣候團隊開發的 「阿龜誌」都具有類似的功能，可以提供農地管理、 作物田間記錄管理、施肥施藥或庫存管理，將複雜而

149

零碎的各種務農所需項目整合於系統當中。每個人都 可以免費使用這些基礎功能，若有更多客製化需求， 則可以再跟各單位接洽，購買更多服務或業務合作。

?

國家圖書館出版品預行編目（CIP）資料 智慧創生 : 新農民創業與升級行動指南 / 丁維萱, 林 樂昕著. -- 初版. -- 臺中市 : 臺灣農業推廣學會 ; 高雄 市 : 巨流, 2019.04 面 ; 公分

智慧創生──新農民 創業與升級行動指南

ISBN 978-986-81769-8-0（平裝） 1.農業推廣 2.技術發展 430.39

108001592

總 策 畫 臺灣農業推廣學會、國立臺灣大學生物產業傳播暨發展學系 出 版 顧 問 王俊豪、陳玉華、林如森 作 者 丁維萱、林樂昕 責 任 編 輯 張如芷 封 面/ 排 版 謝欣恬 插 畫 大和童藝文工作室 發 行 人 國立臺灣大學生物產業傳播暨發展學系 出 版 者 臺灣農業推廣學會 402 臺中市南區興大路145號 中興大學生物產業管理研究所 電話：(04)22852105 傳真：(04)22859619 合 作 出 版 者 巨流圖書股份有限公司 802 高雄市苓雅區五福一路57號2樓之2 電話：(07)2265267 傳真：(07)2264697 劃撥帳號 01002323 巨流圖書股份有限公司 法 律 顧 問 林廷隆律師 電話：(02)29658212 出 版 登 記 證 局版臺業字第 1045 號

ISBN 978-986-81769-8-0（平裝） 初版一刷‧2019 年 4 月 版權所有，請勿翻印 （本書如有破損、缺頁或倒裝，請寄回更換）

定價：320元