農業永續水稻蟲害早期預警系統
2024臺灣能實作競賽 大專淨零排放組 銅牌
林士桓、簡靖軒、黃嵐英
陳思涵
指導老師
朱彥煒 老師
國立中興大學 基因體暨生物資訊學研究所
戴淑美 老師
國立中興大學 昆蟲學系
■ 作品運作說明
碳排放已對生活環境造成長遠的負面影響,全球需要在2050 年達到淨零碳排放目標,以避免氣候變化帶來的災難性後果。在全球氣候變遷的壓力下,糧食作物生產遭受更嚴重的損失;以害蟲危害作物為例,溫度上升會導致害蟲世代縮短,危害更為猖獗。農民不得不更頻繁地巡田防治,更有甚者無視害蟲有無發生,直接進行預防性的施藥。而農藥的過度使用會連帶產生大量溫室氣體,進而導致害蟲數量增加,直接威脅到農業生態系統的可持續性。
■ 創意特色說明
我們利用無人機(UAV)結合高解析度光譜和RGB 影像,開發出一種早期偵測水稻蟲害的精準辨識系統。此系統將集成人工智慧和先進的算法,無需接觸水稻植株即可識別受害的水稻叢。我們從UAV 拍攝的RGB 影像中分析出多個具代表性的植物生理特徵,並通過去除不同天氣條件及人為拍攝失誤的影響,提升系統的準確性。2023 年的二期稻作中,該技術能夠精準預測早期蟲害發生,比官方的成蟲警報系統提前兩週發出預警,顯著提高作物防護效果。該技術也已經申請獲得專利,並在2023 年榮獲專利發明獎。
■ 發展潛能說明
若全台耕地面積都採用我們的方法,與傳統農法相比,減少約29505.93公噸的二氧化碳當量的溫室氣體排放相當於76.34 座大安森林公園一年的碳吸附量。此外,農藥成本也將降低了25 億5935 萬新台幣。