相較於過去農業自動化大多著重於機械化耕作，近年來市場關注的，多是用以抵禦環境變遷「環境控制農業」為主要訴求；但在現階段相關技術仍在發展中的態勢，投入研發考量最適化的設備組合，似乎仍是目前階段最優先項目。

所謂環境控制農業（Environment Control Agriculture, ECA）指的是結合生物科技、機電整合以及農業的知識，創造出一個「部份人為」生態環境，去除傳統露地農業靠天吃飯的不利因素，讓農業的生產趨於穩定。

自古以來，人類的農業生產一直與大氣氣候密不可分。在人類文明尚無法與大自然對抗的時代，人類只能採取調適、避險的方式，因而觀天象、立天文、制定曆法，以尋找氣候變化的規律，在合宜的狀況下，進行農業施作。

早期環控農業的發展，主要針對隔熱材、自動化設備、光源種類與效率、空調設備效能等技術進行整合，形成以溫室為中心的「精緻農業」面向。近年來亦針對包括光環境溫濕度控制、養液調整技術、排水技術、培地調整技術、培地容器技術、移動技術、整列技術、播種與收穫省力化技術等環境控制議題進行更精進的研究，這些研究的重點，主要針對產品品質提升、生長促進、栽培環境最適化、收穫率提升以及病害預防等面向發展。

環境控制的最高強度作法，就是所謂的「植物工廠」。它可以說是透過完全掌控植物生長的因素，來建立作物可全年生產或計劃性生產的條件進行「耕作」的執行模式，由於包括照明、空調、培養液及環境溫度等均被控制，說是農作物的「工廠自動化」基本上並不為過。

因應使用條件 操作必須再簡化

不過，相較於工業自動化的環境，在操作精緻農業的業主多是終端使用者，加上每一種農作物的生長環境均有特定的需求，因此無法以傳統標準化的工廠自動化系統直接導入。而像是溫室等精緻農業發展，均有某些程度的「實驗性」牽扯其中，因此在系統的調校上必須給予較為彈性的自由度，以及在系統上必須呈現較完整及較針對性的現場資訊，才能符合業主「照顧」農作物的獨特要求；而且大多數的業主並非是了解工業自動化的工程師，在系統控制及資訊呈現上必須「夠簡單」，讓業主可以直接進行系統調整，以配合農作物的生長狀況。

圖1 : 精緻農業在自動化的要求上，對於「資料」的傳遞及整理需求絕對高於控制面向。（Source: Daily Free Press）

在控制及資訊傳遞上，相較於工業自動化，精緻農業在自動化的要求上，對於「資料」的傳遞及整理需求絕對高於控制面向，因此在感測器的整合上需要更多的資源投入，I/O介面的整合就是一項重點；除此之外，從精緻農業乃至於植物工廠對於資訊的需求極高，包括數值與變化的資訊整合均「看得很細」，因此透過軟體介面完整呈現，也是重要的課題。

另一方面，以美、澳等國為中心的大規模農業型態，也是近期環控農業關注的另一個重點面向。由於如此耕作模式的特色在於範圍大，自然在人力上無法提供像一般亞洲型集約農業的密度，但為了完整監控作物的生長狀況，自然需要透過自動化設備來補足人力的影響，這類大規模農業的導入自動化系統的重點，主要在於環境系統的感知與遠端設備的開關控制。

長時間評估差異化需求

在距離遠、範圍廣的環境之下，系統的感知與監控最重要的重點就在於通訊，當然在成本的考量下，資訊透過無線管道傳輸的確具有較大優勢，由於這類系統多是較為粗放的耕作方式，自然在精確度上的要求較具彈性，在設備規劃方面相較於精緻農業上簡單，強調的重點就比較考慮在耐候、省電、長時間運作等穩定性的要求。

圖2 : 溫室等精緻農業發展，均有某些程度的「實驗性」。（Source: Mucci Farms）

大規模農業在系統環境的要求上，由於在地點上的先天限制必須負擔較大的環境，以及建置在室外環境，對於耐候性及防水的確有較高的要求；同樣的，由於設備及農作環境仍建置於室外，在人力無法兼顧的情況下，對於設備及作物的防盜要求也較高，因此在設備的保全及整合類似CCTV等遠端監控系統，也成為規畫的重點面向。

除了系統本身的穩定性需求，由於大規模農業的重點在於資訊的傳遞，系統在控制處理及運算上的容忍度較高，因此設備並不需要強力系統處理及控制能力，重點在於涵蓋面廣泛的需求；除此之外，大規模農業在耕作程序的要求上，由於環境變化並不激烈，毋需隨時因應變化進行處置，因此透過簡易排程進行施作即可達到目的。

但不論是精緻農業或大規模耕作，基本上對應到的「人」均與傳統工業自動化有一定的距離，在推廣的過程中對於接受產品的認知也有限，因此普遍信任度較為缺乏；除此之外，在農業逐步自動化的過程中，因為農作有成長期，並不像工業生產線可以直接看到導入成果，同時被環境干擾的機會也較大，因此對於導入自動化設備的觀察與評估期也較長，沒有三到六個月絕對看不出效果。

環控農業在全世界的應用，的確已證實其為可行的技術，其成敗關鍵應是在經濟效益上之評估及需充份瞭解其因地制宜的特性。結構、資材如此，環控設備與策略亦然，尤其是「節能」議題，更是農業自動化能否成功的關鍵。在技術快速發展之下，或許在不遠的未來可預見，農業自動化這項技術已成為解決糧食議題的重要利器，但現階段相關技術仍在發展中的態勢，投入研發考量最適化的設備組合，似乎仍是目前階段最優先項目。

刊頭圖（Source:Cisco）