智能灌溉系统智慧农业经营管理系统日本创造高效农业经济价值

　久保田集团(Kubota)的技术顾问饭田聪（Satoshi Iida）博士，先前在东京国际展览中心举办的自动化和测量技术会议上，以「久保田之未来智慧农业」为专题演讲主题，介绍该公司在智慧农业所发展项目。
    为因应未来新世代农业，久保田集团运用ICT (information and communication technology，资通讯技术)与IoT (internet of things，物联网技术)，开创智慧农业新技术。而在这此演讲当中，饭田聪博士主要针对专职农民〔1〕，为他们所面临问题以「应用农业数据发展日本精密农业」、「开发超省力与轻型劳力的自动化与无人化技术」两大发展议题，与新型态经营模式进行解说。
 
作为全球主要品牌
　　久保田集团于2018年度财会报表中，农业机器与引擎设备销售额1.8万亿日元，占整体的67%。在同领域中销售额为全球第三，而未来力争成为全球主要销售品牌，持续往此方向进展。而为了达成此项目标，饭田博士表示：久保田集团「利用ICT与IoT创新技术」作为重要发展策略，连同「实现ICT与IoT创造新价值」。
　　日本从农者平均年龄为67岁，在高龄化趋势下，伴随离农因素，更是大幅度减少从农者，农户在20年间减少将近一半，预计2020年约为100万户左右，2030年则有可能减少至40万户。
　　此外，由于5万公顷以上的农户规模持续扩大，整体趋势相对转型成大型结构体。不管在行政上或农地银行等策略，因为规模扩大，也促进产值提升。为此，土地利用型的农家所需面临的问题与主轴，则会落在产量、品质下降、增加作业者管理等等的农场管理问题，以及生产成本、生产品的高附加价值之品牌化、重型劳力、以及改善劳动环境、人才培育、销售渠道的扩展等面向。
　　而有关农业整体诉求，例如：「转换为有收益的经济导向」、「解放重型劳动力改革促进年轻人加入」、「包含丘陵地在内促进农村活性化」、「维持农业多面向机能」、「因应气候变迁的永续农业变革」等，久保田集团采取因应策略则是以「智慧农业」为导向，利用数据应用，实现精密农业，并藉由自动化与无人化技术，实现超省力与轻劳化。
　　对此，饭田博士表示：「最基本诉求则在于能利用精密数据，知道市场的需求，知道什么时候需要，以及知道需要多少的量（废弃最少化）是最为理想的。此外，完全透过人力也是有限，为了减轻负荷，必须藉由IT技术，而农业机械也需要推展自动化与无人化」。
 
利用农业经营管理系统「KSAS」提升农作业效率
　　为了实现这些目标，久保田集团自1970年代，将水稻种植体系机械化，例如：栽培和基础施肥、代耕和育苗、水稻种植、施肥、除草剂喷洒、中间管理作业、采收以及干燥与调节。整个生产周期机械化整合后，利用KSAS（Kubota智慧农业经营管理系统），进行作业计画管理。除此，并投入装有感测功能的自动农业机械，藉由上述这些资讯，构建高效能农作业管理体系。
　　KSAS系统利用农业机械与ICT搜集农作业与产量、口感之作物资讯，作为支援经营服务系统，借此实现可带来经济收益的PDCA（Plan-Do-Check-Action）型农业。KSAS系统优势在于可提升产量与口感美味米的生产、传承农家栽培技术、建构安心安全农作物、强化农业经营基础，带来迅速服务等效益。
　　目前系统的第一阶段为建构与农场地图相关的栽培支援系统，以及利用收割机、插秧机、干燥机等连结完成PDCA农业模式，并从水稻种植到旱田耕作(小麦、大豆)等开始执行。系统应用之际，首先输入农场资讯、作业内容、农药与肥料等资材情报，以及所使用的农业机械基本资讯，再输入作业生产计画，工作执行计画与作业指示与流程确认；最后因应产量、口感与产值和成本分析，与GAP (Good Agricultural Practice、农业生产工程管理)，以及机械诊断图机制。KSAS系统可与口感产量的收割机相容，产量感测器可与面板下方所设置的底部测量重量。口感感测也可以透过近红外线波长测量强度，可测量冷杉的水分与蛋白质含有率。
　　因此，可以藉由上述功能，在采收后可立即掌握每个农场的「产量・口感」变化。也可借此与干燥机结合，区分出「蛋白质・水分」。甚至可将每个农地的产量与口感地图，活用于施肥计画与土壤改良。饭田博士针对系统产能表示：「新泻地区的监控测试结果，产量在三年期间约增加15%效益。」
　　开发第二阶段，可利用网络地图掌握农场散落资讯，以及藉由感测系统判断生长状况、可变施肥、施药、水资源管理系统(WATARAS)等结合，提升效率。最后，第三阶段利用AI技术，构建先进的农业支援系统（农业掌门人）之发展策略。 农业机械自动化所带来效益
　　除了系统上的研发，农业机械自动化研发也同时进展中。依据日本农林水产省安全导览手册内所规范，农机研发分成三大阶段，将有人乘坐，外加无须手动驾驶设定为农业机械自动化第一阶段；而第二阶段则是在有人的监视下，自动化与无人化行驶(可有人机与无人机两台共作)；第三阶段则是透过远距监视无人驾驶(农业专用道或公有道路)，亦可无人机两台共作。
　　对此，久保田集团则是已开发第一阶段的曳引机、收割机与插秧机；第二阶段则是开发"SL60A"的农业自动化耕耘机，并于2017年9月上市。利用RTK-GPS特殊高精准度的无人驾驶(但仍需透过人为监控)，可达到一人监控下操作无人机与有人机两台共作。
　　如何让技术达到此项目标，在研发过程中，让行驶中的曳引机记录下场地的外形，因此，机台不仅可以因应正方形场地，连多边形的场地也可处理。加上，配有自动转向功能，可减少搭乘时和作业时的麻烦。此外，此机台兼具各种安全功能，例如四台相机、红外线扫瞄、超音波声纳等，同时完全符合日本农林水产省安全导览手册所规范内容。
　　然而，饭田博士却表示:「农机自动化与无人化的普及，仍存在各种问题。例如第二阶段，为了达到无人化行驶，则是有需要整备整个农场的基本面。此外，为了使整体农场可以朝向无人化进行，田间通路以及边界则需要采取安全措施。除此，农村的资讯网络的应用也是，GSS基地台或准天顶卫星应用的基础设备，如何提升安全措施以及扩大符合作业范围之应用等都是需面临问题。」
　　另外，在第三阶段为了可达到远距操控，不单农场整备、农道、以及5G农业专用的高速通讯基础应用、利用曳引机的设备装置状态行驶等皆须符合道路交通法所规范。
　　久保田致力于智慧农业发展，期盼能实现能带来收益农业，促进农民所得倍增。同时，利用轻劳化与省人化等进展，解决麻烦作业程序，并促进劳动改革。达到降低环境负荷(适用于减肥料、减农药、有机栽培)，维持农业多面向机能(坚韧与永续)，以活用耕作休耕地，创造新价值。