全自駕無人車巡田雷射除蟲護作物

夜幕降臨，果園逐漸漆黑，在鳥兒歸巢休息後，接著就是夜行性的蛾類幼蟲爬上枝葉、大快朵頤的用餐時光。

夜蛾毛蟲「見綠就吃」，對農作物產生重大危害。雖然噴藥能防治夜蛾，但遇到作物進入收成階段，農民擔心會帶來農藥殘留的風險，或是造成害蟲發生抗藥性。

既然用化學對付蟲害，顧慮極多，改用徒手抓蟲的物理方式，可以精準去除毛蟲、落實有機農業，但這會不會太花費人工？如果能有田間機器人代勞，從早到晚幫農民抓蟲，或許是可行之道。

結合智慧光電除蟲全球首創

在交通大學光電學院的智慧光電機器人研究中心裡，就有3臺由科技部「智慧科技於農業生產之應用」專案支持發展的田間無人電動車，能走進戶外的泥濘田間、山坡果園，監控、防治貪吃的夜蛾毛蟲，保護農作物不遭受蟲害。

智慧除蟲履帶無人車，能在山坡果園、泥濘田地平穩行走，防治蟲害。

「農機電動、智慧、無人化是必然的趨勢，全世界都有人在做農用無人載具，但是我們中心比較晚起步，不適合再去做現在很流行的無人機、溫室植保機器人，所以就挑人家不想做、難做、跟光電ICT有關的研究主題──田間機器人加入智慧光電。」交通大學光電學院教授兼院長陳顯禎強調。

從農機、機器人、ICT到光電領域，皆是這項研究的跨領域整合。他說，田間機器人能替代人工，執行噴藥、施肥、放牧、疏花、採果、除草等工作，但需要裝設費用昂貴的機器手臂，導致一臺要價超過50萬元，常令一般農民難以負擔，「我們不想做有機械手臂的機器人，因此就來研發田間無人電動車（就如同田間機器人）加入雷射光電系統（好像機械手臂的作用）。」

陳顯禎自1987年臺大農機系畢業後，在1990年代留學美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）攻讀博士時，已見識到無人車自駕系統的初期發展，而目前這項技術的創新應用，正引起全球科技業、汽車業旋風式地進行。農業界也掀起自動駕駛、電動化的革命，歐、美、日、中國等大型農機公司競相推出無人駕駛的曳引機等農業機械，行駛在人煙稀少的戶外農田裡。

「無人車行駛在田間，不需要面臨複雜的道路狀況，控制平臺的發展相對簡單。」陳顯禎指出，交大的無人車自駕控制技術，包括影像感測建構周圍農地3D形貌、利用同步定位與地圖建構（SLAM）技術規畫行走路徑、避障系統、軌跡跟蹤、自動回站充電等，均與世界同步，「不過我們有一個利基，就是將智慧光電系統放進無人電動車，這是全球首創。」

光電泛用於工業、國防、醫療、民生等領域，但在農業卻是一項新嘗試。「雷射也可以除蟲、除草、疏花、疏果，其實歐洲現在開始要把雷射除草引入農業。」陳顯禎認為，交大發展搭載智慧光電雷射的田間無人電動車時，在考量電力供應、電池載重等因素後，目標設定在如何以低耗電能的條件，有效達到前述功能。

就如交大的雷射除蟲技術，並非用雷射光對準夜蛾毛蟲的身體，當場燒灼、擊斃毛蟲，而是根據毛蟲的覓食行為，像是眼睛辨識葉片的位置、觸角聞葉片的味道，發展一套精準辨識定位系統，藉由雷射迅速「弄瞎蟲眼、劃傷觸角」，宛若武俠奇功般的滅蟲大法。

車上的智慧影像辨識系統，找出棲息棗樹葉片的臺灣黃毒蛾（Porthesia）等夜蛾幼蟲，辨識成功率達到91.2%。（圖片提供：陳顯禎）

「我們無人車巡視果園時，3D影像辨識系統掃描果樹的葉片，一旦確認葉子上的毛蟲影像後，立即啟動雷射打毛蟲頭部的眼睛、觸角，讓它們喪失辨識葉片的能力。毛蟲在看不見、聞不到綠葉後，就會停止進食、慢慢餓死。」陳顯禎解釋，雷射照射昆蟲的身體與頭部，兩者擊發能量相差100倍，換句話說，照射1隻蟲身的雷射能量，可以用來破壞100隻蟲的眼睛與觸角。

田間無人電動車加上省電、有效率的雷射技術，化解夜蛾危機的邏輯、方法對了，其他農業應用就一通百通，例如用於除草、疏花、除新梢等嶄新的應用。