在新農業世代，先進科技將成為推動農業轉型的重要引擎，隨著各項技術的不斷進展，智慧農業將引領未來的農業走向更加綠色、高效與智能的發展方向。

隨著全球人口持續增長，至2050年預計將達到75至105億人，全球糧食需求壓力將倍增。糧食安全問題日益嚴峻，加上氣候變遷導致極端氣候頻繁出現，致使農業生產面臨前所未有的巨大挑戰。同時，農村人口老化、少子化和從事農業人力不足等情況，更加劇了傳統農業的困境。因此，全球農產業結構必須加以調整，並且加速科技創新研發，以科技工具來提升農業生產力，農業智慧化儼然成為未來農業發展的重要關鍵。

全球農業的挑戰與智能模式崛起

現今氣候變遷和農業人力短缺已成為全球農業生態系統中的兩大主要挑戰。隨著極端天氣頻繁發生，除了致使農業生產的穩定性不斷受到威脅，甚至會破壞土壤導致惡化難以種植作物等問題。根據聯合國的調查數據顯示，全球約1/3的土壤已經退化，每年損失高達240億噸，這一現象對農業生態系統和糧食安全構成重大威脅。要應對這些挑戰，農業必須轉向更智慧的技術和創新耕作模式。

智慧農業是通過人工智慧（AI）、物聯網（IoT）、大數據分析等技術，將農業生產過程數位化、智能化，提升農業效率和可持續性。這些技術不僅能夠提高作物生產力，還能精準控制水資源、施肥和農藥的使用，從而減少對環境的負面影響。例如，利用無人機技術監控作物生長狀況，並根據雲端數據分析做出最佳決策，將能夠實現節能減碳成效且增進農產品質量。

圖一 : 將農業生產過程數位化、智能化，能夠提升農業效率和可持續性。

科技整合推動農業更智慧化

智慧農業將傳統農業與網際網路、節能減碳與生態系統等概念互相結合，並且導入跨領域的先進技術，例如資通訊技術（ICT）、物聯網（IoT）、大數據分析及區塊鏈（Block Chain）等，為農業生產注入新的活力與效率。

智慧農業的核心在於利用物聯網和大數據技術，實現對田間農地環境的精準監控與管理。透過安裝在田間環境中的感測器與連接軟體應用程式，農民可以即時監控農地的溫度、濕度等多樣數據，再透過自動化設備進行灌溉，進而優化水資源的使用。如此一來，透過科技工具不僅能提升農業的生產效能，還能夠減少自然資源的浪費。

此外，智慧農業還涵蓋電子商務、食品溯源防偽、農業休閒旅遊和農業資訊化服務等領域。透過自動化設備的應用，農民不僅能減少人力成本，還能透過精準的數據分析，進行作物輪作計劃、養分調整等決策，進一步提高農產品的質量。

至於具體的技術應用，例如田間的微氣候感測設備—在地氣象站和感測器，能夠蒐集農田的溫濕度、日照強度、風向、風速、雨量、空氣品質、大氣壓力等多種數據，透過無線傳輸遠端回傳這些資料，再根據農民實際需求將資料視覺化，即時呈現在監控儀表板上確認田間狀態。農民可隨時透過手機、平板或電腦遠端監控農地狀況，加以調整作業策略，無需親自巡田，大幅節省了時間和人力。

曾經在台北日商從事能源TFT業及半導體產業設備代理約十年之久，且協助各大廠商規劃投入建廠多年的長生製茶廠總經理林和春，而後回歸故鄉接掌茶園十年，積極為長生茶廠研究開發農業生產新模式及經營管理，除了在2020年發展出智慧化農場管理系統專利，並於2024年發明全球第一套全能型製茶生產線「智慧自動化製茶系統」專利，設定目標在於創新產業模式提高農業競爭力。

林和春推動茶產業機械一貫化，他認為將農業資料可視化是農業管理系統的一大要點，透過田區登錄、作業時間、機械的稼動狀況及作業方法，將所收集的環境資訊可視化以後，再加以分析和改善，其中將機械稼動的時間，區分出移動時間和作業時間，以及進一步分析作業者的習性，作業方法和內容，田間條件的分析；甚至是機械的行走，直線速度轉次數，還有各工項開關操作狀況感應器狀態，都可以從呈現畫面上一目了然，有效掌握場域最新動態。

他以日本靜岡茶園合作實證案例說明異常操作，可以從畫面中觀察到機械出現異樣的紅色軌跡，探討是否為採收行為異常?進而判斷是否應該減少轉彎次數來提升效率?或是檢討田區更新或跑到誤區的可能性?而在分析理由以後，透過茶葉摘採高度改變，以及行距頻繁變更調整來達到最佳化效率。而在桃園龜山茶園的農機異常警報給予農機傾斜提示，維護農機操駕安全，透過異常警告，可分析後續改善對策，能夠大幅降低公安事故的發生。

在製茶的運作流程中，從操作管理、人機協作、軟硬體整合、農業資訊化、上下游聯盟、自動化製茶鏈到數位AI化，顯見數位科技已成為其中的要角。林春和表示，利用茶葉管理智慧化創新，經由核心技術深耕農業，期望能夠用數位農業與全球市場接軌。

圖二 : 農業管理系統整理架構（source：長生製茶廠）

海博特公司副總經理張簡慶華提及農業影像與數位感測技術的實際應用，智慧農業如何透過數位分身系統來提升數位化。先從建立基礎設備和感測器開始，再收集影像資料與環境資訊，建立作物與環境模型，最後導入專家決策系統，當AI與物聯網跨域整合效能，能夠將缺工短糧狀態變成農業精準化，再經由精準栽培管理、栽培模式預測和數位育種導入，以使用數位分身系統來達到省時省力，資源極小化和產值極大化的目標。

此外，無人機的應用也是智慧農業的一大亮點。無人機能夠穿梭在農田上空，監控作物的生長狀況，並且將資料傳送至雲端，透過雲端運算，進行農藥、肥料施用的最佳化分析及水資源管理。農民只需使用手機或平板，即可完成巡田任務，實現智慧管理。

更重要的是，利用大數據分析，農民可以根據作物特性，適時調整土壤條件與灌溉計劃，甚至可以追蹤全球市場的作物價格，將農業與全球經濟緊密連結，實現智慧農業的全面升級。這些技術的應用，讓農業不再只是勞動密集型產業，而是高效、科技驅動的現代化產業。智慧農業不僅提升了農業生產力，也為農業的可持續發展帶來了更多的可能性。

智慧農業透過AI結合機器人視覺檢測，替代人工作業處理基本但大量作物的檢測和撿果，同慈更準確有效的監測熟果的狀態，提高產出效率，這也讓建置在戶外環境的相關監控設備受到嚴苛的環境挑戰，像是溫度﹑溼度和震動的環境參數，大量佈署需求的遠端管理介面，豐富的industrial I/O 連接不同感測器，能夠與4G LTE/ 5G/ Wi-Fi整合的快速無線傳輸功能等。

研華科技以AI應用方案為老化農村提供新解方，以AI機器人自動採番茄為例，研華透過AI 自主移動機器人，3D相機辨識番茄走道，利用機械手臂旁的攝影機蒐集果實照片，經由AI判斷番茄的顏色、大小、蟲蛀瑕疵等，透過內嵌NVIDIA Jetson Xavier NX推論系統MIC-710AILX 效能，選擇品質優良的番茄優先採集，收進籃內，再運送回集貨區。透過這種方法可以大量減少移動採收與檢測人力，提高檢果效率。

另外，以阿根廷每年產出約800萬公噸的柑橘為例，其實難以負荷昂貴的工人成本，而透過AI偵測柑橘園果熟狀態，能夠精準提升採果效率，研華以一台車架設兩台攝影機行駛在柑橘園時，透過4U機架式GPU伺服器 SKY-640V2及內嵌NVIDIA Jetson Xavier NX AI推論系統 MIC-710AIX協助，快速判斷每棵果樹熟成狀態，依照果實熟成數量，調整採收人力數量，以最少的人力達到最佳化的採果效率。

圖三 : 研華透過AI 自主移動機器人，3D相機辨識番茄走道，利用機械手臂旁的攝影機蒐集果實照片，自動採收番茄。（source：研華）

學研創新：以AI技術助力農業知識轉型

在學研創新合作方面，國科會與中興大學合作開發的神農TAIDE系統，是智慧農業領域的一項重大突破。這一農業專用生成式AI系統，整合國科會「TAIDE」模型的先進技術，針對農業領域的知識問答需求，提供即時、精確的解答。神農TAIDE不僅能夠閱讀和理解文字，還能處理表格資訊，並提供深入的專業農業知識，為農戶和學研單位提供有效的支持。

該系統的開發利用國科會補助的AI核心技術，並整合中興大學和農業部的大量文獻資料，成為農業知識的一大寶庫。這一技術的應用，將大幅提升農業領域的知識普及率和應用精確度，有助於全球農業實現智慧化和數位化的轉型。

興大智慧永續新農業研究發展中心主任暨工學院院長楊明德表示，神農TAIDE整合農業部1萬8千多筆文獻與中興大學圖書館碩博士論文8千多筆典藏，輸出的回應將會更貼近農業實況，提供的解答更具體，並且每筆回應皆附參考來源，方便使用者進一步瀏覽原始文獻。

神農TAIDE開發成員興大資工系副教授范耀中指出，「神農TAIDE」可即時、簡單、精準地提供農民、學研單位和農企業等應用於農業栽培管理上的需求，此外，神農TAIDE除文字閱讀外，也能閱讀表格，提供更詳細的專業農業知識。目前正進行多模態系統開發，未來使用者可直接輸入影像，進行植物病蟲查詢與診斷。

國際合作：智慧農業助力氣候行動

台灣和澳洲在農業領域的緊密合作凸顯了智慧農業對氣候行動的重要性。農業部與澳洲農漁林業部近期共同舉辦臺澳「氣候變遷與農業永續發展」論壇，共計約100位臺澳專家參與，雙方就農業部門的溫室氣體減排、永續創新等議題進行探討，並分享各自政府在農業淨零排放及永續發展方面的政策和經驗。

農業部國際事務司司長蕭柊瓊強調，繼2023年與澳洲共同召開「氣候變遷、永續與為未來貿易做好準備」雙邊農業會議及商業論壇後，雙方政府在相關政策制定已取得重大進展，與分享公私協作案例與經驗，將可做為區域農業永續發展的範例。

澳洲農部國際策略與合作司副司長Mr Anthony Cuthbert則呼應，農業在經濟、國際貿易及區域糧食安全扮演舉足輕重的角色，如何建立農業韌性及多樣性對未來至關重要，並需匯集政府、研究單位、在地生產者和科技業等不同部門的共同參與。雙方均認為持續的交流將有助於農業轉型為氣候智慧型農業，並通過多樣化的策略實現農業淨零排放的目標。

圖四 : 台澳舉辦「氣候變遷與農業永續發展」論壇，共創減碳行動。

這次交流台澳分別簡介雙方政府跨部會推動的農業淨零政策及永續發展架構，並深入探討應對氣候變遷的實務經驗，台灣簡介提升水資源運用效率策略及水稻間歇灌溉技術；澳洲則介紹未來乾旱基金的運用、氣候智慧型農業計畫，以及2023年至2028年國家土壤戰略與國家土壤行動計畫；此外，雙方的綠色採購與智慧農業技術應用也成為焦點議題。

面對氣候變遷、勞動力下降、貿易自由化及大眾對糧食與食品安全的關切等各種挑戰，台灣農業亟需透過科技創新與數位化工具尋求突破性解決方案，探討如何運用智慧科技應對現代農業挑戰，並探索國際市場發展機遇，創造新的市場效益。

ICM聯盟：以預防農業開創永續農業新模式

根據聯合國數據顯示，全球約1/3的土壤已經退化，每年損失達240億噸的土壤，這一現象嚴重威脅農業生態系統及糧食安全。土壤的劣化不僅影響農作物的健康與產量，還加劇氣候變遷和環境退化的惡性循環，使得全球農業面臨極大的挑戰。當前全球農業經營面臨兩大關鍵挑戰：一是氣候變遷帶來的極端天氣頻發，使作物產量不穩定，並進一步加劇土壤退化問題；二是農業勞力不足問題愈加明顯，傳統的農業生產方式難以持續。這些挑戰促使智慧農業科技和友善環境的耕作模式受到關注。

為了應對這些挑戰並確保農業的永續發展，ICM農業聯盟（Integrated Crop Management Agricultural Alliance；ICMAA）正推動整合性作物管理（ICM）和預防農業，力圖在提升作物品質、保護環境及減少碳足跡的同時，促進全球農業的數位化轉型。ICM農業聯盟成員中的佳和、佳弘生技、群耕農業、聚和國際、良農與山東多芬農業等六家企業，日前於2024年台灣智慧農業週中展示創新技術，積極推動整合性作物管理和預防農業，以期避免後期問題的發生，從而降低化學肥料與農藥的使用，保護土壤健康，實現再生農業與永續發展的目標。

圖五 : ICM管理模式通過運用大數據分析、人工智慧及物聯網技術，監控作物生長狀況及土壤健康，根據作物的不同生長階段進行精準管理。圖為ICM施作流程。

預防農業的核心理念是「預防勝於治療」，這一理念旨在針對作物成長過程中的營養需求及病蟲害風險進行精準干預，確保問題在萌芽階段就能被有效控制。ICM農業聯盟成員之一，美商佳和集團董事長徐新宏博士率先提出這一理念，並計劃成立國際預防農業中心（International Prevention Agriculture Institute），為全球農戶與企業提供專業的農業顧問服務及資源支持。

ICM管理模式的運作基於大數據分析、人工智慧和物聯網技術，這些先進科技能夠即時監控作物生長狀態和土壤健康，並根據不同生長階段進行精準管理。例如當植物出現營養不足或病蟲害的早期徵兆時，系統會自動發出警報，提醒農戶及時干預，避免問題擴大。如此，不僅顯著減少農藥與化肥的使用，提高了農作物的品質與產量，也減少農業生產對環境的負面影響。在全球關注碳排放和環境保護的背景下，這種以預防為核心的管理方式能有效降低農業的碳足跡，成為環境保護與永續發展的重要助力。

ICM農業聯盟涵蓋了土壤健康、植物健康和病蟲害防治三大領域，聯盟成員在這些領域各有豐富的技術經驗與專長領域。美商佳和集團專注於植物營養及土壤健康的管理，佳弘生技與群耕農業則專注於植物健康與病蟲害防治。這些企業攜手合作，為全球農業提供完整且綜合的管理解決方案，還可以根據不同地區的氣候與作物特性提供客製化服務。

ICM農業聯盟的創新技術包括智慧農業的應用，例如無人機監測作物、自動灌溉系統及精準施肥技術等，這些技術大幅提升農業生產的效率，並且有效減少對環境產生的負面影響。

未來展望

面對全球糧食需求不斷增加、氣候變遷影響加劇和農業人力不足等挑戰，農業產業的轉型已是勢在必行。智慧農業通過科技創新，大幅提升了農業的生產力和可持續性，並在保護環境的同時實現了更高的經濟效益。無論是ICM農業聯盟的預防農業模式，還是神農TAIDE系統的知識支持，都顯示出智慧農業的巨大潛力。

農業從數位化到數位優化，再到數位轉型，智慧農業科技的應用不僅提高農產品的質量，還為農民帶來更高的經濟效益，並且協助推動全球農業韌性與永續發展。農業部部長陳駿季表示，智慧農業將改變台灣農業的樣貌，其最核心的內容在於透過智慧生產能確保品質的穩定，並藉由數位服務提供給消費者，從生產端至消費端提升整體的效率，同時在面對全球氣候變遷挑戰下，未來農業部將持續跨部門合作，讓台灣農業更好、更具競爭力。

未來，智慧農業將繼續朝著數位化、精準化和綠色轉型的方向發展，並通過科技創新應對全球糧食安全問題。通過國際合作和技術交流，全球農業有望實現氣候智慧型農業，大步邁向永續發展的目標。