科技養魚苗少人力、省空間、高產能

當地球人口持續增加，海洋是未來餵飽人類的重要糧倉。不過，眼前的海洋魚類資源正迅速枯竭，以養殖漁業取代捕撈漁業已是國際趨勢。

例如挪威、日本等許多養殖漁業大國，為了減少人力密集、飼料浪費、魚病發生、魚兒死亡，運用物聯網、感測技術、大數據分析、自動化控制等科技，搶先發展智慧養殖系統。

「現在養殖漁業智慧化著重在體型較大的魚，國外都有很成熟的技術。尤其是挪威養殖大西洋鮭魚，發展智慧化或自動化系統，已有相當久的時間。」成功大學生物科技與產業科學系特聘教授兼主任陳宗嶽指出。

個體微小智慧養殖難度高

臺灣近年也開始推動智慧養殖漁業，但多將智慧科技用於水質的監測與預警、養殖場節電，卻鮮少針對魚、蝦等水產種苗，研發智慧生產系統。這其中到底有哪些高難度的挑戰？

陳宗嶽解釋，國外魚苗智慧生產系統能夠偵測到的魚卵，必須像鮭魚卵那般大小，然而國內養殖出口的重點魚種──石斑魚，從魚卵到魚苗、餌料生物（豐年蝦、輪蟲）、穩定水質的藻類，個體都非常微小，對監測、自動化操作形成高難度。但他話鋒一轉說道，「雖然很難發展，卻最需要被發展！」

成功大學生物科技與產業科學系特聘教授兼主任陳宗嶽（右1），與來自水產、資訊、機械領域專長的年輕研究人員，熱衷研究水產養殖科技。

其實，石斑魚苗相當脆弱，很怕人為干擾，像人工撈魚苗檢視、分魚的動作，會增加魚苗壓力，造成部分魚苗死亡；傳統習慣倒入一大桶餌料、藻類的養殖方式，往往為池水帶來pH值、氨氮等擾動的變化，也不利魚苗生長。再者，傳統的石斑魚養殖屬於勞力密集，如今還要面對漁村勞動人力短缺、養殖人員老齡化的問題。

上述這些狀況，養殖戶該如何因應？過去曾為石斑魚苗開發優質養殖系統的陳宗嶽，找來資訊工程、系統及船舶機電工程學系的教授群，共組水產養殖、資訊、機械專長的跨域研究團隊，建構水產種苗的智慧生產系統，並在科技部「智慧科技於農業生產之應用」專案的支持下，提出微型監測、自動化微量操作的解方。

研究團隊選在成功大學安南校區的石斑魚養殖模場，設計替代人力的自動監控傳感器、微型影像監測設備，監測藻類、餌料生物生產、魚苗水質環境控管，並將所有監測數據、微細影像資料，傳送至智慧處理平台，進行大數據分析、機器學習，建立最佳養殖決策模型。

魚苗、餌料生物與藻類，都非常微小，運用微型監測、自動化微量操作，可以減少人為擾動。

「我們所做的監測，不是派人員進到池子裡撈魚，而是由系統控制布建在養殖池的吸管，抽出一點點的微量池水，進行抽樣檢測；或是以微型鏡頭，進行水中影像收集。這樣對魚苗的干擾非常小，而且估計的數值也接近精準。」陳宗嶽強調。

由於國內外所謂的水產智慧養殖設備，多半著重於資訊監測、傳輸、運算，僅能達到監測與警示；而且在警示過後，後續仍需倚靠人力排除問題。但是成大的這一套設備，能聯動即時智慧回饋機械系統，也就是智慧處理平台會下決策命令給自動反饋設備，進行精準調控的養殖動作，像是即時偵測魚池內魚體體型數據，針對不同日齡體型的魚苗，由機器自動分配合適的餌料種類及數量，或即時給予合適密度的藻量，控制水質。

系統經過大數據分析、深度學習後，能自動辨識池水中的輪蟲（rotifer）與豐年蝦（copepods）。（圖片提供：陳宗嶽）

一旦系統偵測到水質變差、魚苗吃太飽、餌料生物生產不足等異常狀況，立即發出警示通知使用者，同時自動調控藻水、餌料的供應，不需再倚靠人力排除問題，幫助養殖戶擺脫找不到漁工顧場的窘境。

此外，研究團隊也在藻類培育上，展開翻轉傳統的革新。他們在藻類生產室的左側牆下，依序擺放5個超過一人高度、總容量15公噸的直立式培藻桶，模擬國內石斑魚苗傳統生產培育藻類的現場實況。

研究團隊考量傳統培藻設備占用過大的空間，藻類也容易受到污染，變成醱酵的酸臭水。他們開發出一株高密度生長的新品種藻類S1b，生長密度是其他藻類的1000倍，因此就能輕鬆以實驗室使用的10公升血清瓶進行培藻，不僅大幅節省生產廠的空間，更進一步設計隔絕式的輸送管道，完全避免環境污染生產系統內的藻細胞。而新品種藻株S1b，可以說是針對AI生產系統量身訂做的最佳解答。

新品種藻類S1b生長密度高，使用實驗室桌上設備即能輕鬆培育。

自組設備CP值高使用1年後回本

發展智慧生產系統，讓水產種苗的養殖更具競爭力。不過，相關技術與設備的導入花費，會不會昂貴到令養殖戶遙不可及？

「智慧農業不一定要使用高貴的偵測系統！我們很驕傲的是在經費有限的狀況下，採購市面上低成本的感測器一一測試，終於找到比較便宜且穩定性、耐候性相對高的感測器。團隊為此還自行組裝整套設備、整合後端平台的搭配，達到降低成本的期望。」陳宗嶽說，整套智慧生產系統設備的成本，約500萬元，一般小型養殖戶透過漁會貸款，也很容易取得這筆設備費用，而且使用1年後即可回本。