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屏科大迎向智慧農業4.0!成立智慧農機中心與智慧機電學程 培養跨域產業精兵

文 / 葉亞薇    
2022-06-27
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屏科大迎向智慧農業4.0!成立智慧農機中心與智慧機電學程 培養跨域產業精兵
圖/屏科大戴昌賢校長致力發展農工結合跨域課程,成立無人載具研發、訓練場域讓智慧農業有更多發展的可能。
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AI、IoT、大數據的科技浪潮,為傳統農業掀起智慧革命!以農立校的屏科大,近年成立「智慧農機中心」、創設「智慧機電學士學位學程」,將工業4.0精神帶進農業,培養跨域人才,為農業整合資訊機械的科技智慧,更讓台灣產業發展開創無限可能。

氣候變遷、溫室效應,衝擊全球農業發展,讓「看天吃飯」的農務專業與經驗,蒙上複雜的環境變數。土地狀態、施肥需求、蟲害問題需要更精密的探測與分析,智慧科技恰能幫上大忙!「農業需要引進科學化經營方式,除了更有效率地選種,提升作物品質則要靠種植環境的調整,包括土壤、給水、施肥等都要做好管理。」國立屏東科技大學校長戴昌賢表示,屏科大洞見農業4.0的發展前景,需要資訊工程、市場管理的跨域專業,相關微學程應運而生;而「智慧農機中心」將農園、生物機電、車輛、資訊管理等系所整合,研發適用於各種農業場域的無人車,搭配「智慧農場」類產業教學示範場地,讓研發成果能實際在田間測試應用,加速機具的開發完成度,這樣的跨領域教學研究團隊,讓校內「學工程的有基礎農業的訓練,學農的亦同時獲得基礎工程概念」,未來投入相關領域的青農,都將具備多元跨領域的職能。

突破農牧界線,以智慧科技培育產業跨域人才

「智慧化其實就是客製化,透過大數據蒐集與分析,掌握市場喜好資訊,回饋給企業投入產銷研發,將數據資料的價值發揮極大化,創造精準商機。」戴昌賢校長表示,屏科大積極發展「智慧機電」,突破農林漁牧的領域界線,以「智慧」、「精準」的方向,為台灣跨域產業人才加碼加值。

屏科大車輛工程系是「智慧農機中心」參與系所之一,但究竟車輛和智慧農業如何鏈結?「無人載具」、「機器人」正是核心關鍵。屏科大智慧農機中心主任、車輛系教授陳勇全表示,車輛系智慧載具團隊這幾年來已持續研發多款農、漁、畜牧的無人智慧電動車,從開發、設計、製作到整合測試均是團隊師生共同完成。未來將朝溫室用智慧電動車的研發前進,搭配協作型機器手臂來協助農作物採收,讓無人車與機器人的組合取代人力,更能提供高效能的服務,為農業與產業提供解方。

在酪農業的開發也發揮高效,像是「自動化餵牛飼料車」具飼料攪拌、送料及推料等功能,結合GPS定位及磁軌,載具依路線行走於室內外路線,滿足乳牛兩小時餵食一次的需求。陳勇全表示,為了讓農牧業者減少購買農用電動車的負擔,屏科大與廠商合作開發,透過技轉量產,再由廠商申請農委會補助,「價格親民有補貼、操作設定簡單,農民才會買,才能真正服務產業。」

車輛系陳勇全教授(右三)帶領研究員團隊進行各項農用無人載具開發。圖/車輛系陳勇全教授(右三)帶領研究員團隊進行各項農用無人載具開發。

事實上,團隊已研發多款無人農用電動車,包括多功能農用智慧電動車、水稻田電動車、魚飼料投餌電動車等,可在田中自動駕駛及換道,辨識病蟲害位置精準噴藥,減少農藥使用,也能搭配無人機,將田裡的影像等資料傳回資料庫。陳勇全表示,除農用無人載具開發外,團隊還投入個人快速運輸系統PRT(Personal Rapid Transit)的設計研發,未來將應用於短程的定點接駁,如機場航廈間的接送等。團隊今年剛獲得交通部鐵道局「輕軌車輛轉向架系統自主技術提升」三年計畫,主要是輕軌車輛的重要關鍵組件「轉向架系統」的自主設計開發,目標是轉向架系統國產化,提升國內輕軌車輛系統的自主設計及製造開發能力。透過「智慧農機中心」的跨域專業,整合產業需求,期許產學攜手,讓無人載具有更廣泛的應用,讓台灣更具競爭力。

車輛系陳勇全教授(左)與同學檢測PRT個人快速運輸系統的電力裝置。圖/車輛系陳勇全教授(左)與同學檢測PRT個人快速運輸系統的電力裝置。

「回應政府提出的5+2產業創新計畫,以及6大核心戰略產業,屏科大成立『達人學院』培育前瞻技術的高階人才,即使是農學背景,透過達人學院的產業增能課程、各領域微學程,以及『智慧機電學士學位學程』就能養成一才多專的跨域人才,成為前進半導體產業、智慧機械產業等最佳利基。」屏科大智慧機電學士學位學程主任徐子圭指出,111學年度屏科大新設智慧機電學士學位學程,將工業4.0結合人工智慧應用在農業與工業,看好機電專才的發展前景,特別是晶圓產業南移、傳產轉型下的人才需求,該學程期許為在地留才,吸引高科技人才為屏東效力,促進地方產業聚落的繁榮,這也是屏科大的大學社會責任。

機械系吳上立副教授(中)指導學生操作工業機器人,並於達人學院開設相關課程,上課場地同時具備考場資格,培養學生修課完成即能報名考取證照。圖/機械系吳上立副教授(中)指導學生操作工業機器人,並於達人學院開設相關課程,上課場地同時具備考場資格,培養學生修課完成即能報名考取證照。

鏈結產業需求,智慧機電培訓技能更要取得證照

配合即將啟動的高屏地區科技廊道等產業園區人才需求,屏科大「智慧機電學士學位學程」緊密與產業鏈結,藉由四年的課程規劃設計,加上專業證照的輔導考取,打造「硬實力」的搶手人才。徐子圭表示,智慧電機學程有三類課程:大一是「基礎技能」,工業配線、機電整合,搭配丙級證照考取;大二是「進階技能」則搭配機器手臂、機電整合,與乙級證照,大三「專業職能」則是物流機器人、工作機器人、協作機器人,並熟悉類產線、實際工廠使用的機台,讓學生大四進入職場實習即可單兵作業。

農業與工業自動化跨域教學實驗室負責人陳智勇副教授表示,「智慧機電學士學位學程」的學生高中職時期主要就讀農業與工業類群,而這套機電整合實作教學及場域設計,即是希望讓農工背景的學生,同時跨域學習到電機、機電、控制等方面之基礎知識與設計技能,進入產業可避免學用落差,甚至能深入探索更高階的智慧製造或人工智慧物聯網(AIOT)等進階技術,成為未來產業升級的核心人才。屏科大目標將成為屏東地區機電整合技術中心,協助地方「科技開屏 屏東翻新」。

陳智勇副教授(右)指導同學機電整合操作,建立農用機械、工業產線、甚至高階機電研發工程師之基礎技能。圖/陳智勇副教授(右)指導同學機電整合操作,建立農用機械、工業產線、甚至高階機電研發工程師之基礎技能。

徐子圭以無人機的應用為例, 學校鼓勵學生參加無人機相關飛行器設計、飛行、應用等的競賽,並實際應用無人載具沿著海岸線與農田做觀測,若發現有病蟲害植物,無人機就降低高度做分析。「我們邀請訓練飛行及飛機設計的老師,從飛機的製造、系統架構等基礎教學開始,穩扎穩打、了解根本,才能正確使用無人載具及發揮最大效益。」不只是以無人機扭轉產業人力缺空問題,未來智慧機電學程的應用與開發,隨著科技進步有更多創新,將是台灣產業發展的關鍵能量。

徐子圭教授(右二)與同學拆解無人機,學習基本結構後才能更容易上手學習機電與軟體設計。圖/徐子圭教授(右二)與同學拆解無人機,學習基本結構後才能更容易上手學習機電與軟體設計。

戴昌賢校長則補充,屏科大沒有電機系,農業卻需要新的技術以研發農用、耐操、價格親民的科技機電,因此在屏科大「達人學院」設立「智慧機電學士學位學程」,讓這門實務應用的學程,是為國家養成具科技轉譯能力的應用工程師,擁有專業、更能跨域溝通,為產業務實地解決問題,開創新可能。

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