精準畜牧產能提升，科技助攻畜牧業數位轉型
隨著智慧農業發展漸趨成熟，智慧科技擴大應用至畜牧業，據市場研究機構 Verified Market Research 報告指出，2021年精準畜牧業市場價值為32.7億美元，預計到2030年將達到70億美元，2021年至2030年的複合年增長率預估為 8.81%。
年複合成長率逾8% 精準畜牧業前景看好
精準畜牧業市場前景受到看好，主要有四大因素，包含：
- 勞動力成本飆升，促使畜牧業開始關注具有自動化、即時監測的系統與設備，因而帶動傳統畜牧業進行數位轉型。
- 用於牲畜監測的物聯網與人工智慧技術進步，設備逐漸普及，有助於提升養殖戶投資意願。
- 消費者對蛋白質與乳製品的需求增加，推動精準畜牧市場發展。
- 越來越多的發展中國家，採用牲畜監控技術，使乳牛、家禽與養豬場的數量增加，刺激精準畜牧快速發展。
上述原因，成為推動精準畜牧業市場的重要關鍵，也使產業發展備受看好。
資料來源：Verified Market Research
圖說：2021-2030精準畜牧業市場規模及預測
精準畜牧（Precision Livestock Farming）是一種智慧技術，它使養殖人員可以在農場上更近距離地觀察和監測動物，同時擴大農場的經營規模，其主要目的是提升動物健康福祉及產量。包含精準餵養系統、精準擠奶機器人及利用RFID標籤追蹤動物等，都已被廣泛應用，幫助農民在正確的時間採取適當的行動。
此外，這些設備還能透過APP、簡訊或電郵向農民提供即時資訊，配合環境變化，自動調控電力、水及飼料，降低勞力需求。養殖戶還能依據動物體型大小，以個體（如大型動物：牛）或群體（如小型家禽）的方式持續監測牲畜，依其需求進行餵養、健康管理與擠奶等工作，精準畜牧可以說是結合動物感測器來輔助養殖戶進行決策的技術。
接下來介紹在精準畜牧領域的科技創新應用案例。
案例一、smaXtec監測乳牛瘤胃，提升牛奶質量
奧地利smaXtec公司提供的解決方案，可幫助酪農使用人工智慧 (AI) 和物聯網(IoT)追蹤個體乳牛的健康狀況。smaXtec設計的電子監測設備，利用乳牛第一個胃（瘤胃）來蒐集牛隻的健康與消化數據。
資料來源：smaXtec官網
圖說：感測器在牛的第一個胃中監測健康與消化數據
當牛吞下感測器後，它會測量牛的體溫、活動和飲水週期，並根據瘤胃的肌肉收縮來監測反芻狀況。感測器還有另一個選項，可以測量瘤胃的pH值。這些數據從感測器傳輸到一個中樞站，再由合作夥伴AT&T支援中樞站將數據上傳到雲端，這套系統被稱為Connected cow。smaXtec開發的軟體，可以即時將蒐集到的數據傳送到酪農的手機與電腦，提供單隻與整個牛群的詳細資訊，使得酪農可以在牛隻發病前四天，就檢測出健康問題，並提前進行預防性照護，如餵食益生菌，根據統計，這有效地減少了70%抗生素的使用，這不僅幫助酪農，也提升了消費者的食安保障。
針對乳牛的分娩週期，數據科學家已找出發情期的前兆，smaXtec會通知酪農，以便進行人工授精，使母牛懷孕，感測器會提前6至36小時警示母牛即將分娩，以提早做好安全分娩的準備。這套系統的經濟效益因每個牧場的規模與設計而異，但依據使用者的回饋，透過提前預警及降低藥物的使用，系統有效提升產量與牛奶品質，24小時間監控每頭牛的成本，約新台幣4元，適合提供高規產品的酪農使用。這項技術目前已經在美國、德國與英國等25個國家中使用，預計在未來幾年，將會服務超過100萬頭乳牛。
案例二、Orbem雞蛋性別辨識，可望挽救數十億小公雞命運
前陣子台灣鬧蛋荒，雞蛋供應不足問題反覆在國內上演，原因來自於禽流感大流行，大量的雞不是染病致死，就是被撲殺，導致雞少蛋缺，俄烏戰爭又使飼料和運費漲價，再進一步推升養雞場的成本，導致雞蛋的零售價格持續上漲。
每年，全球家禽養殖場就有70億的小公雞，因為無法產卵也不能成為肉雞。由於缺乏經濟價值，在出生後就立即被殺死，為了避免這種殘忍的做法，同時提高蛋品公司的生產力、獲利能力、人道性與永續性，德國科技公司Orbem導入人工智慧（AI）與核磁共振造影（MRI）技術，提前對蛋進行分類，使雄性蛋、未受精蛋及無生命力的蛋可用作食物而非飼料。
圖說：Orbem結合AI與核磁共振造影技術，鑑定不孕蛋及雄性蛋，可提高雞蛋產量與孵化場生產率
核磁共振造影（MRI）並非新技術，幾乎每家醫院都會用MRI技術來掃描器官和組織，但這項技術投資成本極高，因此並未普及。Orbem利用人工智慧打造出經濟實惠、快速又多功能的MRI。透過演算法來生成圖像，開啟了MRI創新應用的大門。例如在孵化場中使用MRI，最大優勢就是不需破壞蛋，就能看到蛋的內部，它協助農民辨別出蛋是否成功受精、生命力及胚胎性別，透過AI，一小時可將24,000顆蛋分類，利用這套系統，可以盡早將不孕蛋與無法存活的蛋找到新市場，也不需等到小公雞破蛋而出再將其殺害，能更早將雄性蛋作為它用，而Orbem幫助蛋農優化孵化場的使用率，也使雞蛋的生產過程更符合人道。
案例三、Seaducer製造人工潮汐 用自動化系統養殖牡蠣
法國是世界第五大牡蠣生產國—僅次於中國、韓國、日本和美國。雖然牡蠣產業每年成長5至10%，不過仍有許多挑戰。法國新創公司Seaducer 於 2016 年創立，旨在促進牡蠣養殖能有更好的生產管理，提升營利的同時，也能減少對環境的影響，改善農民的健康狀況。
傳統的牡蠣養殖需要大量勞力，養殖業者需反覆旋轉8-15公斤的牡蠣袋，長期下來容易造成職業傷害；牡蠣養殖的存活率也相當低，在生產週期中，高達80%的牡蠣會因疾病感染等不同原因死亡；此外氣候變遷與環境污染，也被視為產業的隱憂，這些都是Seaducer希望能透過科技改善的問題。Seaducer開發出一個節能和自動化的系統Roll'Oyster來實現這個目標。Roll'Oyster結合了多種工具和技術，其原理是製造人工潮汐、風和水流，來創造出牡蠣適合生存的環境。這是一個自動滾動系統，可以調整牡蠣泡水與浮出水面的時間及頻率，每個模塊包含16個牡蠣籃，每個籃子能承載10公斤。
圖說：Roll'Oyster是一套自動化牡蠣養殖系統，透過製造人工潮汐，打造牡蠣適合的生存環境
該技術還可以與其他工具結合使用，如遠端遙控、太陽能電板、氧氣、溫度感測器、風速計等，可產生水流與再循環，提供更好的水質與穩定性。這些技術都可以從「系統的核心」-空氣室中進行調節，一個空氣室可以控制16個Roll'Oyster模塊，等於256個牡蠣籃，總重量達2.5噸的牡蠣。而養殖戶僅須透過觸控螢幕便能調整每天的滾動頻率。該技術還可以整合到「整合型多營養階養殖系統」（IMTA）中-例如與蝦類一起使用。
現階段Roll'Oyster適用於沿海池塘、水槽、小潟湖等，最小水深為0.6米。系統尚不能在離岸區域使用，因為強大的海浪和水流會改變技術。該新創公司的目標之一，是重新評估在未開發的沿海地區（例如濕地）養殖牡蠣的可能性，他們認為這些地區具有非常高的產能。這項技術於2018年在法國和國際上取得專利，公司在2021年底開始商業化，並在2022年在法國和義大利吸引了八個新客戶，但仍有不少農民仍在觀望。展望未來，公司希望能將這套系統擴大應用於不同的水產養殖上。
【參考資料】
延伸閱讀
作者相關文章