【聯發科技智在家鄉】智慧科技落實環境永續 把關森林健康、解決在地畜牧廢水

【聯發科技智在家鄉】智慧科技落實環境永續 把關森林健康、解決在地畜牧廢水

匯流新聞網CNEWS 2022-12-01 14:02

▲團隊「億棵樹」與「AIoT淨零養豬我最棒」在今年聯發科技智在家鄉數位社會創新競賽中,以智慧科技分別解決森林管理與在地畜牧廢水的問題。

匯流新聞網記者李映萱、王佐銘、胡照鑫、李盛雯、劉宇軒、尹佳嵐、許哲綱、張夢珊、李文成/新竹報導

國內林業政策多以保育為目的,重造林少伐木,導致國內木材自給率不到1%,人工林卻沒有發揮其最大功能。而傳統養豬給人環境髒亂、排放汙水惡臭等不佳印象,造成國內養殖戶面臨縮減;為了解決這些問題, 2022年度聯發科技第五屆「智在家鄉」數位社會創新競賽決賽團隊「億棵樹」與「AIoT淨零養豬我最棒」,以智慧科技分別解決森林管理與在地畜牧廢水處理問題,為環境永續盡一份心力。

台灣人工林佔森林地面積20%,與天然林一樣是台灣的珍貴資源,妥善經營則能最大化其環保功能以及經濟價值。早年台灣曾經歷大伐木時代,百萬年原始檜木林遭慘烈濫伐,「砍樹等於破壞環境」的印象深植人心,甚至成為社會氛圍,本為提供木材的人工林也禁伐,導致國內木材自給率不到1%。因此,團隊「億棵樹」導入科技化的方式落實森林管理,透過數據結果,對高雄六龜區密度過高的森林、枯老的樹木進行適度地砍伐,不但能增加碳吸存量,還能提高木材自給率、提振日漸蕭條的台灣林業及林下經濟,為人工林找出永續經營的新方向。

憶起開發此平台的初衷,團隊表示,猶記得八八風災後一年,來自各地的研究團隊為了進行邊坡監測研究,進入受災區之一的六龜,在利用無人機進行空間影像資訊的採集之餘,漸漸融入了六龜人的生活。聽著當地人講述這片林業之地的歷史風華、風災之痛和面對人口外移與老化的憂慮,即使團隊已完成邊坡監測研究,但看到當地大量生長得密集且瘦小的樹木,有著「既長不好」卻「又動不得」的窒礙之處,於是萌生了透過無人機空拍和人工智慧技術,搭配地理資訊系統,來打造智慧化森林管理平台的想法。

為何伐木會讓樹木更健康?團隊提到,樹木吸收二氧化碳的能力會在第20年達到頂峰,而台灣從民國77年開始禁伐一級天然林並鼓勵造林以來,已約34年,老化後固碳能力就會逐年下降,在良好的人造林規劃與砍伐策略下,經過適當的篩選進行伐木,可促進樹木生長,增進森林的固碳功能,森林才會常保健康。

▲團隊「億棵樹」導入科技化的方式落實森林管理,從管理平台上的數據,可知悉樹木生長情況。

團隊以高雄六龜為示範區域,導入無人機技術、影像處理、AI深度學習技術與雲端運算,用科學化的方式,辨別樹木密度、種類與健康度,以正確伐木、打造更智慧化的森林管理平台,以數據說服各界、減少爭議;讓區公所、林務單位、居民在環保意識、水土保持、林業永續、森林經營、木材自給率上能找到一個平衡、可循環合作的模式。

這個方案除了能解決人工林密度過高的問題,使留存的造林木有更多生長空間,也能提升森林吸收與儲存二氧化碳的能力;利用森林環境可從事的經濟活動如養蜂、椴木栽培等,還可帶給居民收益;而砍伐下來的木材,能開創屬於六龜特色的木材加工和文創商品,使得區公所在硬體資源之外,能以具有溫度的商品,讓大家認識六龜當地文化。

▲農委會林業試驗所太麻里研究中心及六龜研究中心的台灣杉試驗林,迄今均超過40年歷史,雖林木生長良好,但因過度密集有生長競爭的現象,導致樹徑偏小,需透過適當砍伐,也就是疏伐,讓樹木得到更好的成長空間。

團隊希望這個全新的解決方案落實在六龜以後,能夠促進各方團體接受具有科學依據的疏伐和輪伐,進而樹立國內森林管理的範例、邁向2050淨零碳排的另一種可能。

智慧循環科技協助小型飼育規模豬農  環保淨零目標務實可行

國內養豬業產生的畜牧廢水一直是業者一道難題,為配合政府淨零排放政策的推行,當智慧養殖系統不夠普及,中小型養殖戶無法順利轉型,將使豬農面臨事業困境,甚至萌生離牧念頭。為此,團隊「AIoT淨零養豬我最棒」期盼透過豬農都可負擔的淨零養豬科技,讓養豬場妥善處理水體,同時轉型為農耕益生菌養液中心,協助鄰近農田得到肥分,可說是一舉數得!

「智慧化水體管理設備以及潔淨的環境,除了符合環保規定外,也是養豬業續存與獲利的關鍵!」由於豬屬於無汗腺的溫帶動物,養豬過程除了灑水降溫,加上豬農避免豬舍惡臭,以大量用水來稀釋糞尿,致使養豬廢水量大、成本花費高,傷透了豬農腦筋。團隊約訪養豬戶後發現,豬農需要智慧化的設備以聰明管理水體,提供豬農具科學依據、合理報價的解決方案已是當務之急。

▲「AIoT淨零養豬我最棒」期許透過AIoT的管理方案搭配微生物技術,解決臭味與污水問題,並轉型成為鄰近農田的農耕益生菌養液中心,提升豬農尊嚴與形象。

「AIoT淨零養豬我最棒」在養豬廢水中培養光合菌,降低水體氨氮等異味,同時將其轉化成有益於農耕的澆灌水體。另外,也運用AIoT 控制系統操作曝氣馬達,透過變頻功能協助豬農節能,也避免因過度曝氣造成微生物死亡,降低水體潔淨效率。以3,500頭以上養殖規模計算,團隊的方案可每日妥善處理高達120公噸的水體,搭配澆灌方案,去除雜質並透過微生物轉換,約能提供農田得到100公噸的肥水,達成農業減肥、省水的效果。養豬戶使用「AIoT淨零養豬我最棒」團隊提供的技術後,成功解決了廢水問題,還獲得 crQlr Summit 2021全球循環經濟設計獎。

▲在水匯集池,將培養的高濃度光合菌引入養豬廢水水體中。

團隊表示,期盼透過AIoT 科技方案,優化廠區的運作效率及資源管理,同時有助於養豬產業駐留在農村社區,解決豬場臭味造成的鄰里衝突。隨著自然環境的成功維護,不僅展現科技協助環境永續的成果,也增加農產品價值與信賴度,讓消費者更願意消費,支持農民技術升級,形成正向循環,讓國內豬農競爭力不斷提升,最終可養殖出具有台灣風土特色的豬肉,揚名海內外。

照片來源:CNEWS攝影團隊拍攝

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