【記者蔣若暄報導】隨著乾旱發生頻率增加，提高用水效率已成為台灣農業永續發展的重要課題。國立中興大學基因體暨生物資訊學研究所特聘教授兼所長朱彥煒與團隊成員簡靖軒、詹永寬、賀端華、余淑美、羅舜芳、梁育臺、陳俊𦵴，共同開發「預測水稻用水需求的系統及方法」，使用者只需手機拍攝稻田影像，系統便能分析水稻生理反應並提供灌溉建議，榮獲2024年台灣創新技術博覽會發明競賽鉑金獎。
來自中興的團隊出席10月19日的2024年台灣創新技術博覽會，展示水稻預測灌溉系統的研發成果。 圖／簡靖軒提供
目前市面上的預測灌溉系統，主要依賴氣候環境、土壤溫濕度及植物顏色等指標。現就讀國立中興大學醫學生物科技博士學位學程七年級的簡靖軒表示，這些方法存在許多限制，「土壤濕潤程度不一定代表植物內的含水量，且水稻顏色通常是在生長已受到影響後才變化。」因此，團隊研發一種智慧系統，能從葉片溫度、植株高度和葉綠素含量評估缺水程度。以葉片溫度為例，植物在缺水時葉溫會升高，利用這些生理指標就能提供適時適量的灌溉建議，達到節水目標。
農友透過手機拍攝稻田，即時了解水稻生長情形，展現智慧農業的便利性。 圖／簡靖軒提供
「一個光譜機器大約數百萬元，農民不可能去買。」朱彥煒提及，考量感測器因成本問題不易普及，所以改讓使用者以手機拍攝稻田，只要畫面中有八成面積涵蓋農田，就能將照片上傳至應用程式「阿米亞app」，並從雲端系統得到灌溉建議。「大概15到20秒就會有結果。」簡靖軒補充道。團隊將手機拍攝的RGB影像轉換為類光譜影像，擷取能夠反映稻作生理訊號的波段，藉由單一或多個區間的波段組合建構模型，再透過演算法分析水稻的灌溉需求。
「阿米亞app」的使用介面，顯示作物水分狀況並提供灌溉建議。 圖／簡靖軒提供
隨著計畫推進和資料累積，團隊將系統應用於實際場域，收集了六年的數據，並從中隨機抽取20％進行測試，最終預測準確率達到93%到96%。使用此系統的稻農詹小姐（化名）表示，巡田時只要拍照就能得知稻作是否需要灌溉，「準確率不輸給經驗豐富的老農友，讓我感受到AI科技真的可以幫助到農友。」他認為在節水的同時，也能維持稻作的品質與產量。
團隊與稻農交流應用程式的使用情況，以了解使用者體驗。 圖／簡靖軒提供
談及未來研究方向，簡靖軒說：「希望讓台灣農業更便利、高效。」他計畫結合病害、蟲害與施肥建議，建立精準的自動化系統以節省人力資源。朱彥煒也提到，除了持續鑽研如玉米、高粱等糧食作物，團隊也開始將系統應用在經濟作物，例如草莓、百香果和番茄。「草莓的初步技術已經發展完成，年底會收集資料進一步驗證。」他補充道。
團隊取得「預測水稻用水需求的系統及方法」專利，展示其在智慧農業領域的創新成果。 圖／簡靖軒提供
農業部農業試驗所作物組助理研究員侯雅玲分析，此系統將改變水稻管理方式，「在水資源有限的情況下，它的效益會比較大。」他也提醒，若想應用至其他農作物或地區，不僅需要重建和擴大資料集，還要考量實施成本，以確保可行性和經濟效益。國立臺灣大學生物資源暨農學院農藝學系副教授蔡育彰則提供未來研發建議，他說：「不同生育時期和品種都可作為改良的項目。」
