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病蟲害? 水傷? 農產品即時監測領先全球

資料來源:國立中興大學

傳統的農業產品品質監控方法,大多採用人工抽樣進行,其檢驗的程序及時間較為繁複冗長,無法及時得到檢驗結果,而透過智慧農業綱要計畫之研發團隊,開發出高光譜即時農產品品質監測平臺技術,讓農產品品質即時監測辦得到!高光譜成像是一種流行的遙感技術,廣泛應用於各個領域。高光譜影像的優點在於它由可見光譜和不可見光譜組成,可以藉由觀測這些光譜的變化來獲得測試物更多的資訊。近年來,高光譜影像也有許多層面的應用,尤其是在食品和蔬菜的安全和檢測。使用高光譜成像分析的技術,它的優點是非破壞性而且是目前最有可能發展成功的即時、快速的檢測技術。

在目前市面上所販售的高光譜儀器,價格十分昂貴而且能觀測的只有可見光波段(VIS)或是近紅外光波段(SWIR),並沒有能同時觀測這兩種波段的儀器。因此,在智慧農業綱要計畫挹注下研發團隊決定著手開發能夠同時觀測兩種波段的高光譜儀器,我們稱之為同軸VISWIR異質高光譜影像系統。此儀器的設計乃世界創舉,全世界目前並沒有能夠同時觀測可見光(VIS)與近紅外光(SWIR)的儀器。此裝置一切的設備架構皆由本團隊所設計組裝,控制程式也由本團隊所開發。如此一來,不僅可以降低高光譜儀器的成本,也可以根據使用者的需求來改善程式介面與功能設計,目前儀器的專利正在申請中,也有廠商有興趣進行技轉。

研發團隊今年度的研究,在蝴蝶蘭與杏鮑菇部分也有重要的發現。蝴蝶蘭部分,實驗結果顯示由鐮孢菌所引起蝴蝶蘭黃葉病的病徵波段落在700nm~1100nm之間,而杏鮑菇水傷的特徵波段落在1452nm附近。發現病徵波段的意義在於我們在未來,只需觀察這些特徵波段的光譜反射率即可辨識出蝴蝶蘭是否有染病還是杏鮑菇是否有水傷。本團隊同時也正在研發的手持式高光譜儀,不僅造價成本更便宜,而且便利性也大幅提升,在未來結合所發現的特徵波段,無論任何蔬果、花卉等,皆可透過手持式光譜儀於很短的時間之內進行快速辨識,而且能擁有很高的準確率,可應用於農場、超市等不同場域,於產品上架前有效把關分類,成為提升國人生活品質的一大利器。

圖1、同軸VISWIR異質高光譜影像系統掃描蝴蝶蘭的情況

圖2、手持式光譜儀的雛型架構圖

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