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智慧化甲魚繁殖場之優質品系選育開發計畫

智慧化技術的應用是新一世代產業經營的必然方向,隨著感測器與物聯網技術的成熟,資料收集更為容易,大數據分析將可被有效應用於產業競爭力的提升。在養殖漁業中,大數據分析可將進行攸關養殖魚類生長的環境參數分析,進而將資源做最有效的配置以進行智慧化生產。本計畫擬應用非接觸式無線射頻辨識(RFID)標誌甲魚種源個體,經長時間監測紀錄甲魚個體產卵頻率、產卵數、卵重及卵徑等生殖參數,做為品系紀錄及選育之基準,藉以選育及保存具高生殖效能、高成長率、高抗病力,及體型更具食用經濟價值等優良性狀的甲魚品系,將可有效提升甲魚養殖產業之競爭力。此外,透過佈建於養殖環境中的感測器,並以物聯網技術收集生殖環境參數,經大數據分析環境與甲魚生殖關聯性,進一步嘗試瞭解甲魚生殖的主要因子,以在未來作為預測及創造甲魚受精卵生產量的基礎資料。

以生物體植入非接觸式無線射頻辨識(Radio Frequency Identification, RFID)標誌甲魚種源個體,經長時間監測紀錄每一甲魚個體產卵頻率、產卵數、卵重及卵徑等生殖參數,個別種魚所產受精卵之活性成分含量分析,對病原耐受性等生物參數,搭配投餌料及餌料組成種類等營養參數,做為品系紀錄及選育的資料庫。過程中另以環境感測器(sensor)自動偵測及同步紀錄養殖環境參數,包含養殖水體水溫、酸鹼值等水質參數、氣溫、空氣濕度、天氣、產卵室溫、等水上參數,經大數據分析以期找出環境影響甲魚生殖的關鍵因素,藉以提高受精卵產量與提升鱉蛋的附加價值。

臺灣品系甲魚在初春時節開始生殖產卵,在氣溫下降後的晚秋及冬季生殖行為明顯地減少甚至停止。生殖季節期間的產卵頻率、卵數及受精卵形值(卵質量、卵徑),與種原年齡、營養狀態、光照週期、氣溫、降雨及空氣濕度等因子應有相關,傳統的甲魚養殖方式尚未能將此些因子進行資料收集及進行關聯性分析,因此導入大數據的資料收集與分析技術將有助釐清各生產因子的關聯性,應用分析結果可建立優化的生產模式進行高效率生產,也可做為選育優良品系的科學依據,對於此一屬於臺灣高產值傳統產業而言,將能因導入新的生產技術而提高生產效益創造產值,使產業朝智慧化生產、促進產業升級,且將使產業更具國際競爭力。隨著物聯網(Internet of Things, IoT)及大數據(巨量資料,Big Data)相關技術的進步,本計畫預計採用相關資訊技術來協助甲魚品種篩選並探討甲魚生長環境因素對於甲魚受精卵產量與品質的影響,藉此提升甲魚產業的生產技術與創新產值。

本計畫之物聯網技術主要採用被動式低頻RFID來辨識不同的甲魚,被動式RFID具有體積小、價格便宜、不需要電力的優點,且目前已有防水的RFID標籤及可植入動物體內的RFID晶片,皆可用來標示甲魚。此外,RFID讀取器能夠遠距感測晶片內容,有效距離最遠可達一公尺,符合應用需求。在大數據分析的部分主要將利用資料探勘技術分析本計畫所收集的甲魚生長環境變數及個別甲魚的產卵數據,藉此建立環境變數與甲魚產卵行為之間的關聯模型,並可於不同甲魚之間篩選出優勢品種。

另一套智慧化管理監控系統,是藉由具紅外線功能之攝影機回傳白天及晚上的影像,經由人工智慧影像處理的方法追蹤影像中每一隻鱉爬行的路徑及產卵地點,系統後端同時儲存座標、路線及時間等資訊,建立養殖大數據資料庫,利用AI技術分析以產生適當的管理決策。甚至進一步精確表示產卵地點,節省挖掘的時間及降低挖掘鱉卵時的破壞率。也將建立鱉事件分析以及鱉追蹤的模型,前者能分析鱉目前的狀態如移動及下蛋等,也可保存事件於資料庫中;後者可判斷個別不同RFID的鱉移動的軌跡,並保存位置、時間及ID於資料庫中,供養殖者快速找到鱉卵位置、制定養殖策略及進行相關控制。

現場解釋智慧化管理監控系統現場解釋智慧化管理監控系統

▲示範場域

聯絡人:謝育諮

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E-mail:alice_oboe@hotmail.com



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