水產養殖 AI、物聯網將成發展關鍵

工研院智慧微系統科技中心執行長朱俊勳

工商時報【工研院智慧微系統科技中心執行長朱俊勳】

台灣的水產養殖技術在國際上頗具盛名,但因氣候變遷、疾病、勞動人口老化、養殖經驗傳承不易等多重影響使發展受限。近年隨著人工智慧(AI)、物聯網等新科技興起,也讓台灣水產養殖業發展找到新利基,有機會重新贏得「養殖王國」美譽。

根據聯合國糧食及農業組織預測,未來10年由於人口增加,每年將增加約1.2%漁產消費,到2030年,包括魚類或相關製品將增加3,000萬噸、至2億噸。不過,全球捕撈漁業產量長期穩定在9,000萬噸,而且近三分之一的海洋魚類被過度捕撈,可預期在全球海洋資源枯竭下,水產養殖漁業是未來最有潛力與經濟價值的產業之一,吸引世界各國爭相投入。

水產養殖容易受到外在氣候環境干擾,在設施化水產養殖環境中,許多業者已逐步邁向智慧化科技改善養殖環境,以減少災害損失並且提高產量、品質外,也能提供標準化且有效管理的產銷履歷,台灣養殖業者以小農居多,關鍵技術大多仰賴小農自行整合,面對全球化行銷及國際競爭的壓力,未來多面向資源整合及導入新技術,將是必然趨勢。

水產養殖的最大關鍵之一即是保持水質的穩定度,工研院近年運用科技協助養殖業者,透過水產試驗所多參數的水質監測儀,加上改善及監測水質的技術,打造水產養殖用的智能養殖系統,目前已開發專屬石斑魚的水質監控平台,這個平台利用微型化的感測器及AI,提供業者水質相關參數如溶氧量、酸鹼度、氧化還原電位、水溫、鹽度等數據,預測出可能的水質惡化方向、判斷換水的時機,不僅能提早通知業者改善,也可避免水資源及電力的浪費。

此外,結合AI的精準餵食監測系統,也是未來智慧水產養殖可研發的方向之一,水產動物相對於畜禽動物有較佳的「飼料轉換率」(換肉率),但對許多水產養殖業者來說,餌料投放仍是養殖業最大的成本,份量必須精準拿捏,過多投餌不僅浪費,更可能造成水質惡化導致魚群死亡,投餌太少魚群吃不飽,則可能導致生長慢、養殖周期過長,現在透過AI及大數據的演算,來掌握魚群的成長曲線、飼料用量及餵食時機相關性,甚至在不同養殖環境下,工研院技術可在水底下建置影像辨識系統監控魚群活動力,藉以提供餌料投餵的建議,打造最適合魚群生長的養殖環境。

AI現也開始在白蝦養殖上使用,現行蝦苗進貨作業,養殖業者無法有效確認蝦苗數量,只能粗略預估育成率,工研院開發的流水式通道影像擷取系統,藉由流水影像計算蝦苗數量,可提供放苗以及收成時的育成率參考,並有效掌握實際蝦苗進貨量。此外,有業者導入智慧化白蝦養殖生產管理系統,可建立蝦苗進貨資訊、視覺輔助、數據科學化紀錄與養殖溯源的應用服務功能,業者透過資通訊的加值與輔助建立標準化的作業流程、應用行動化的便利性,即時且準確的掌握養殖工作與回報,並提供給各養殖階段人員。

過去台灣水產養殖業多是家族傳承經營,對智慧化的接受度向來不高,再加上養殖管理、水質環境的污染,以及國外市場的競爭造成養殖成本提高,養殖產業過去一度面臨人才荒,所幸在市場逐漸重視產業潛力,以及陸續有第二代新血加入,近來有更多業者主動探詢新科技在智慧養殖的應用,也啟動台灣在智慧養殖技術研發的多樣性。未來台灣能否重返獲得「養殖王國」的稱號,透過AI深度學習的水產養殖技術將是關鍵,對於台灣以中小型為主力的養殖戶,更端賴業者的決心來負擔建置系統的運算資源,並訓練人力承接AI分析及解讀演算法與感測工具的數據。(工研院智慧微系統科技中心執行長朱俊勳)

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