智慧科技協助養殖業轉型升級 AI讓漁民不再看天吃飯

【撰文／張維君】

智慧化風潮正悄悄改變沿海的養殖業的風景。過去，養殖普遍被視為「看天吃飯」的辛苦行業，養殖漁民經常需在半夜巡池，最怕因溶氧不足導致大量魚群死亡。隨著AI與物聯網（IoT）技術的發展，魚塭內狀況能夠即時感測預警，養殖戶半夜巡池的身影漸漸少了，取而代之的是智慧感控設備的進駐，讓養殖業也能因受惠數位轉型，從勞力密集轉變為技術密集的智慧產業。

經濟部產業技術司日前於彰化舉辦「科技農工在地循環交流座談會暨智慧農業永續循環科技論壇」成果展，現場展出多項工研院協助農、牧、養殖業智慧化升級的智慧物聯網科技，以及將農業剩餘資材活化再利用的永續循環技術。

展中最吸睛的，要屬多項與水產養殖業相關的智慧化技術。包括幫養殖業者做好水質監控的「長效溶氧感測器」、以及兼顧水質與飼料成本合理化的「AI精準投餵系統」。由於一般來說養殖業較農業投資大，報酬高，但因魚塭內環境變因複雜，風險也相當高，常見寒流一來，成千上萬魚隻暴斃，養殖戶蒙受巨大損失。

突破溶氧感測器「卡垢」關鍵

在智慧養殖科技區的展示現場，水族箱中有一個被密密麻麻微生物附著包圍的裝置，吸引眾人好奇目光。工研院智慧感測與系統科技中心專案副組長陳志仁為大家解惑，「這是用來監控水中溶氧值的溶氧感測器」。陳志仁指出，對養殖業來說，最重要的就是讓魚蝦吃得飽、住得好，而魚蝦唯有在良好水質下能有最佳食慾，因此監控水中溶氧量是養殖漁戶最關心的指標之一。

一般來說，水中溶氧量在一天的中午來到最高點，因水中藻類行光合作用後能產生最多的氧氣，隨著日落而逐漸降低，到了半夜至清晨，由於整夜缺乏光合作用，加上魚群與微生物耗氧，往往是風險最高的時刻。漁民需要在溶氧低時啟動水車等增氧設備以增加溶氧量，若無法即時掌控溶氧值，可能面臨的就是整池損失。尤其近年在極端氣候影響下，漁民愈來愈難單靠傳統經驗因應各種變化，透過科技打造智慧養殖場成為必行之路。

智慧養殖的第一步是數據化，必須能精準測得水中溶氧值。漁民過去使用的進口溶氧感測器放置在海水或高營養物的水質中，往往只能撐2至3天就長滿微生物、藻類或管蟲，這些生物膜導致感測器的監測數據失準，而廠商提供每月一次的設備維護緩不濟急，漁民還得自行清理，人力負擔不小，且要面臨數據判斷不準確的高風險。

彰化縣智慧養殖先驅，也是彰化縣農漁牧產業觀光推廣協會總幹事許永坤，與專營監測儀表設備製造的儀興科技找上工研院，在經濟部產業技術司科技專案支持下，協助養殖漁戶開發「國產長效溶氧感測器」。

這款光學式感測器採用獨家研發的抗菌感測晶片，能避免微生物附著。即使感測器外殼佈滿生物膜，其感測器頭部仍然是乾淨的，「大約可以維持2至4週的準確度，有效期間約是其他市售產品的5倍，」陳志仁說。這套長效溶氧感測器目前已技術移轉給儀興科技，並成功導入彰化7家文蛤養殖場以及嘉義等地區共20多家養殖業者使用。

溶氧數值界接AI投餵系統　達成智慧養殖

儀興科技總經理施如錚表示，當初工研院成功開發出這套具抗汙效果的感測電極後，儀興就極力爭取技轉，不僅可節省漁民與廠商維護設備的人力，更重要的是後續從設備所搜集來的溶氧、酸鹼值、鹽度等資料可結合AI投餵系統，真正達到智慧養殖的境界。

漁民過去必須靠試誤與摸索來累積的養殖經驗，試誤過程風險很高。現在透過數據，再結合氣象資料就可預判各種場景，讓漁民早做準備，降低天災所造成的損失。「過去漁民總是搞不懂，到底是天氣影響物種的生長還是養殖方法不對，如今數據都進到產銷履歷中，有助於排除問題，並做出正確判斷，」施如錚說。

產學合作　從「憑感覺」到「下指令」

投入文蛤養殖業已20多年的許永坤，一直以來十分重視數據與科學化養殖。他的養殖場還是彰化縣養殖業以及漁業署的示範場域，因此許永坤樂於參與研究計畫，為新技術的研發提供驗證場域。畢竟許多時候實驗室與養殖現場狀況大不相同，實際參與研究計畫，專家學者進入到養殖場能直接就數據提供操作建議，省去漁民靠直覺摸索嘗試的時間。

養殖場裡擁有水質溶氧感測器、遠端控制投餵機、水車以及監視系統等各種自動化養殖設備。許永坤表示，過去在未導入智慧養殖的設備與技術之前，從放苗到收成約需10至14個月，後來自行研發發酵池，透過好的菌種提升魚群存活率與健康度，再加上精準的水質監測，以及大數據驅動的精準投餵，更將養成期大幅壓縮至8個月內，同時維持高達9成9的養殖成功率，如此一來，還剛好避開端午節過後到颱風來襲的4個月危險期。實際運用科技改變傳統漁民「看天吃飯」的宿命！

AI精準投餵系統　讓魚吃得剛剛好

在養殖成本中，飼料占比高達4到5成，過度投餵不僅浪費金錢，殘餌更會惡化水質，引發病菌滋生；投餵不夠又會讓收成期拉長，在市場上失去競爭力。

陳志仁指出，過去漁民每天平均需要投餵2至3次，合計花4至6小時，相當耗時費力。使用傳統投餵機，餵食的飼料量與時間都固定，無法依氣候變化或魚群活動力彈性調整。

工研院開發養殖魚AI精準投餵系統，這套系統由振動感測浮台（活動力感測模組）及國產AI晶片邊緣運算模組所組成，結合了影像辨識、聲音與水下震動感測器的活動力感測模組，主要是用來搜集魚群搶食時產生的水花震動、水面波紋與聲音等參數資料，組合成「攝食活動力指數」，透過邊緣運算AI系統進行訊號處理，以及計算魚群的攝食活動力，結合機器學習專家停餌的決策，若系統判斷魚群已吃飽會立即停止投餵，進而減少飼料浪費並節省人力。此外，系統也會參考水中溶氧值等水質的參數，當水質維持得好，魚群活動力則高，食慾也跟著好，就能增加投餵量，反之亦然。

施如錚補充，系統還能精準依照大魚、中魚、小魚等不同活動力的表現，設計不同權重來判斷魚是否吃飽以進行投餵。整體而言，約可節省50%的餵食人力。過去一個人只能照顧3至4個魚池，如今在AI精準投餵系統協助下，可以看顧8至10個池不等。

從長效溶氧感測器到精準投餵系統，智慧養殖將前人積累的多年經驗，濃縮成手機上的一鍵指令。智慧養殖系統就像是魚塭的「24小時數位管家」，不僅守護著養殖水產的每一次呼吸，更精準計算每一口糧食，讓漁民在面對氣候變遷的嚴苛挑戰時，能更從容應對，迎接每一季的豐碩收成。