第017期(2023/03/16發佈)
養殖魚類精準投餵智慧系統之介紹
行政院農業委員會水產試驗所 林志遠 研究員
財團法人工業技術研究院 魏駿勝 經理
財團法人工業技術研究院 魏駿勝 經理
飼料在整個養殖成本中佔比（60-70%）最大，在水產養殖作業環節中，飼料投餵是整個水產養殖中的一項長期性的工作，餌（飼）料是決定魚生長好壞及產量高低、效益好壞的重要因素。因此，飼料投餵看似簡單卻是養魚殖效益的關鍵性環節，如何達到“高產低耗”是養魚業的重點工作。目前傳統養殖投餵作業，主要以定時、定量的方式進行投餵，但面對氣候變遷的影響，大部分的養殖業者由於沒能正確掌握投餵飼料的數量，僅僅限於人為經驗，無法有效掌握識別魚群的飢飽程度，常常過度投餵，導致飼料成本浪費，而且也會影響水質，進而誘發有害生物相，造成養殖效益差，嚴重影響水產養殖管理的健康發展和順利進行。
水產試驗所為提升養殖飼料投餵效益，與財團法人工業技術研究院進行跨部會技術合作，於2018~2019年間完成養殖魚類精準投餵智慧系統之開發與技術成果展示與推動(圖1)。本項養殖魚類精準投餵智慧系統將整合養殖決策輔助系統，適用於室內養殖或室外養殖(混濁水體)，可降低飼料浪費，更進一步可整合養殖環境之影像資訊及環境資訊等，最終目的在於優化動態精準餵食系統，於惡劣環境下以多參數感測資訊為輔助，補足水下活動力影像分析辨識之能力，以協助決定飼料之換料與單位投放量，進而提供精準投餵管理之數據參考，減少魚群因過度飽食、水質惡化衍生之問題。
本項技術於農委會智慧農業2019年補助相關計畫中完成技術雛形，後續更於農委會雲世代數位轉型2022年相關計畫中進行感測器改進、辨識軟體改良及控制邏輯流程之進化等工作，並實際於2022年底透過嘉義縣養殖漁業生產區發展協會，實質建置於寶蝦養殖民間場域進行示範(圖2)，並成為嘉縣政府之智慧養殖亮點成果之一。
本技術導入AI智慧影像分析與多維度感測融合辨識技術(圖3)，利用魚群攝餌水面花紋影響分析之外，導入多項物理感測器，進行不同的感測器對魚體的搶食活動力判斷進行評估。系統更進一步優化改良並結合水下三軸感測器、水上水下音訊感測(圖4)及音鼓振動感測等的數據進行投餌控制系統資料收集、資料庫建置與系統驗證等的整合分析。同時改良發展多參數感測融合比對演算法(Sensor Fusion)，將多源感測資訊進行分析與融合運算，並可計算魚體搶食時水面水花圖訊資訊(圖5)，同時整合完成數位化投餵量電子秤以及投餌機自動控制之室外養殖精準投餵系統。藉由可同時或自動切換視覺影像輔助判斷魚體活動力與多種非影像之物理感測系統，使得本精準投餵系統可在較清澈設施化養殖魚池環境或傳統混濁水體魚塭的環境中彈性運作。
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