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【109年 解決方案】 雲林農家子弟陳文亮 用AI打造智慧無毒農業生態系統

在新型冠狀病毒肆虐全球之際,各國採取鎖國政策,不少國家停止出口後的缺糧問題將浮現,透過科技與農業的結合,將可提高農作物生產量,同時也可解決土壤酸化、農地缺工等問題。

由交通大學生物科技學院副教授陳文亮博士與學生共同成立的農譯科技,整合生物科技、物聯網、大數據分析與人工智慧等技術,開發名為「AgriTalk管理平台」的無毒農業病蟲害與肥料監管系統。透過對各式感測器所蒐集農地環境數據的大數據分析與AI自動學習,打造出可精準調控病害、蟲害、土壤肥力、水份/濕度、溫度及光照等6大生產要素的自動化監控管理平台。

農譯科技執行長陳文亮

▲農譯科技執行長陳文亮

「小時候父親在雲林種花生、西瓜、地瓜,讓我對農業有一份特殊的情感,希望能夠貢獻所學」,出身於雲林的農家子弟陳文亮,運用本身在生物科技的專業,再加上交通大學副校長、也是資工系教授林一平的人工智慧團隊,在交大科技部價創價計畫無毒智慧科技農業系統,共計兩年資助新台幣6,800萬元的支持下,以科技帶動智慧農業的發展,於2019年11 月成立農譯科技,為「教授創業」立下典範。

農村兩大困境-土壤酸化及農地缺工

陳文亮表示,目前農村的困境包括土壤酸化及農地缺工問題嚴重,其中,長期因農藥濫用所造成的土質酸化問題,造成土壤肥力下降、作物產值愈來愈差的窘境。因此,早在公司成立之前,其研發團隊特別從5千多種蜘蛛分泌的神經性毒蛋白液中,分離研發出生物性害蟲抑制劑,其可殺死特定害蟲,但此生物抑制劑對人類與蜜蜂無害。

透過感測器蒐集到土壤的所有資訊後,再與環境控制系統結合,在環境達到特定參數後,啟動灑水、施肥與燈光等各種動作,讓植物處在最佳化環境中。另外這些動作的數據也會上傳至雲端,儲存累積為大數據,農譯科技的AgriTalk平台AI演算法可由此分析出未來可能發生的病蟲害類型,調整出適地適性的栽培環境,從源頭開始預防病蟲害。

農用控制模組控制各類機器

▲農用控制模組控制各類機器

農譯科技選定薑黃為導入農作物,一方面因為其全株可食、病蟲害少、生長期短,經濟價值高,目前農譯科技在全台共設置四個示範場域,分別位於海拔1,200公尺的五峰、南庄、寶山及芎林、竹北一帶,透過感測器蒐集資料,運用AI參數自動調整土壤氮、磷、鉀含量,控制溫濕度及土壤酸鹼值,在導入前薑黃生長高度頂多140公分,導入AI管理系統之後,一星期可長到158公分,最高全株可長到170公分, 將黃素濃度高達55000mg/100g,較一般薑黃高出4-5倍之多。

從種值到生產最終高品質作物

▲從種值到生產最終高品質作物

AgriTalk管理平台以高經濟價值作物為導入優先對象

在薑黃的成效卓著之後,農譯科技第二階段將AgriTalk管理平台導入種植丹蔘,未來仍以種植高經濟價值的農作物為優先。

陳文亮表示,曾在南庄農場看到一位80多歲的老農,仍駝著背在田間工作,主要為農地缺工的情況十分嚴重,再加上老一輩的農民經驗傳承慢慢流失,需要透過農業科技的方式,一方面吸引青農回流,另一方面將老一輩的種植經驗保存下來,農譯科技透過AI演算法建立專家系統,一般而言,農作物只要一個師長期程,將所有的數據存取下來,剛入門的青農,也能藉由專家系統的幫助,迅速種植農作物。

農譯科技對農民採取一條龍的服務方式,即從感測器、導入監控管理平台,在到以兩倍價格包銷,重要的是希望能吸引企業與農產品通路投資,打造讓農民更有保障的契作商業模式,進而為整個農村乃至全台農業找到可以串接上中下游並長久獲利的出口,如此才能吸引更多的青年返鄉,而缺工的問題也能迎刃而解。

除了自家場域外,該公司會採取彈性化合作夥伴模式來推展自家產品,亦即不論是整體解決方案的導入,或是單一產品的使用,甚至純粹的AI服務都能提供。

在解決方案完整與成效顯著下,農譯科技的系統不但成為台灣農業焦點,日本、菲律賓、美國,甚至位於西亞的亞美尼亞等國家都已進行合作,在香蕉、葡萄、橄欖等農作物進行導入,陳文亮指出,AgriTalk管理平台以對環境最友善的方式,將現在的農業由半自動甚至手工業,提升到自動化與AI化,打造出經濟與農業環保雙贏的局面。

推薦案例

【解決方案】瑕疵辨識率達百分百 耐銳利科技獲面板大廠青睞
瑕疵辨識率達百分百 耐銳利科技獲面板大廠青睞

工具機生產線上,組裝的第一步有些微差池,累積公差將造成組裝工作要重來,耗時又費力,導致出貨延遲的情況將衝擊企業聲譽。耐銳利科技公司聚焦智慧製造領域,提供各式AI解決方案,運用機器學習模型傳承老師傅的經驗,在CNC加工機組裝及鑄造過程,利用AI分析產線數據,精準調校各式數據,提升生產精準度 25。 這套AI產線數據分析系統,被耐銳利科技董事長黃常定稱為「師傅40」,就是師傅加上人工智慧的最進化版,用在工具機加工廠,成效斐然。此外,耐銳利科技運用AI瑕疵檢測技術,參加經濟部工業局2021年AI新銳選拔賽活動,協助友達進行面板進階影像瑕疵檢測,正確率達百分之百,引此也榮獲大獎。 協助面板大廠友達解題 瑕疵檢測正確率達百分百 黃常定進一步說明,一般面板在生產時,邊邊角角可能會有缺陷,雖然缺陷肉眼可見,但AOI卻往往難以辨識,導致檢測錯誤率常常超過30,因此,一定要搭配人力進行複檢,才能提高正確率。然而,因應少量多樣的產品需求,在人力不足的情況下,運用AI檢測確實是一個好方法。 成立於2018年的耐銳利科技,在短短三年期間,AI技術就能獲得面板大廠的青睞,實則在CNC工具機領域磨練已久。耐銳利科技總經理唐國維指出,台灣前三大CNC工具機廠希望將AI導入組裝及鑄造兩條產線,其中,在組裝產線上,為保持組裝的準確性,設計組件的每一個零件均會設計公差,在組裝時,每個元件都在公差內,但累績公差最後品檢仍無法通過,必須拆掉重新組裝,不僅耗時耗力,也造成浪費。 「進入產線之後,才知道有些師傅累積很多經驗,很會調校,經過他調校之後,正確率提高不少,速度又快。」反之,新來的工程師沒有經驗,調校時間比較久,也未必能通過品質檢測。 師傅40系統 良率從70大幅提升至95 唐國維接著表示,原本師傅在組裝時所設定的尺寸資料都記錄在紙本上,資料寫完之後就存入倉庫封存,沒有人去研究尺寸之間的關係。耐銳利協助客戶設計師傅40系統,透過人機面板,讓師傅在組裝時直接輸入所測量的尺寸及相關數據。蒐集不同師傅的數據之後,再運用AI演算法分析數據間的關係,做出AI模型,AI模型自動通知作業員要調整到甚麼樣的尺寸,品質檢測就一定會過,如此一來,良率從70大幅提升至95以上。 耐銳利科技公司聚焦於智慧製造領域,提供各式AI解決方案 唐國維補充,組裝一台CNC加工機的主軸要耗費四小時,第一步驟機器量測錯誤,包括震動、溫度,速度等超過範圍,都要拆掉重裝,又花了四小時。拆掉要如何調整,是憑藉師傅的經驗,可能一開始師傅憑經驗做了最好的組法,但錯檢率也達30,組裝又耗了好幾天。透過AI師傅協助,組裝時間只需半天,良率達95以上,省下許多時間及人力。 「運用機器學習的AI模型,綜合所有師傅的經驗蒐集在一起,提供給AI學習。第一步要數位化、第二步則是知識化,這是企業邁入轉型的重要關鍵」,黃常定認為,耐銳利科技是傳統製造業從自動化生產走向邁向數位轉型的重要夥伴。 此外,耐銳利科技另一個聚焦的產業是電梯廠領導品牌的智慧派車系統。所謂派車指的是電梯車廂,即兩部電梯以上就需要群管理。過往派車依據固定法則,如哪一台距離叫車比較近,就自動派那台電梯,一方面沒有考慮到電梯被叫太多次的派車,可能會讓其他人等待更久;另一方面過往的派車模式並無考慮大樓使用特性,造成許多浪費。例如辦公大樓,早上上班、中午休息及下午下班時段各有尖峰時間,透過AI智慧派車可以依據離峰及尖峰時段進行彈性調整,讓派車效率增加、降低等待時間,同時減少電力虛耗。 導入電梯智慧派車 提升運輸效率兼具環保功能 黃常定補充說明,就好比之前的路口紅綠燈號誌,系統已將主幹道、副幹道及小街道的停留及通過秒數寫死,現在則運用智慧紅綠燈,彈性調整等待時間,讓容易壅塞的路段更加順暢。透過AI學習使用情境,在電梯中導入智慧派車系統,會讓輸送效率提升,也更加環保。 除了導入電梯智慧派車外,耐銳利也將AI導入電梯廠的生產出貨智慧排程系統 。電梯廠常常無法準確預估客戶的電梯交期,例如,辦公大樓或賣場等必須完工到一定程度,電梯才能進工地安裝。若受到客戶工期延遲等非預期因素影響,往往造成電梯廠產閒置或是排程不易安排的窘境。 唐國維指出,一般了解客戶端工程進展者可能是業務或工務,但整體而言,出貨正確率大概只有六成左右,也就是說有四成不會如期出貨。因此,若能準確預估出貨時程,就能將產線空出來以因應急單或是其他產品生產需求。AI智慧排程系統將分析過去出貨的資料,氣候、工廠及施工端兩地距離位置、客戶信用等約20-30個參數,放入AI演算法中,可以精準預估到底能不能如期出貨。 黃常定也特別說明,耐銳利科技的機器學習非一般的機器學習,更加入傳統影像處理技術、統計學等各種運算方式,要對領域知識十分熟稔,才能作出好的AI模型,這也是公司競爭力之所在。他強調,一般SaaS平台能處理的資料十分有限,正確率頂多從7成提升至7成5,耐銳利的強項在於AI演算法及機器學習,必須再加上深厚的產業領域知識才能產出好的AI模型。 耐銳利科技從AI專案開始,逐漸深化技術,選擇從困難度高的做起,並累積經驗法則,預計在今2022年開發出SaaS服務,以客戶的需求為出發點,逐步站穩腳跟、成為智慧製造的重要夥伴。 圖左為耐銳利科技總經理唐國維及董事長黃常定右

【解決案例】神經元科技 動鑑觀顫 以眼為始 最佳智慧醫療輔助者
神經元科技 動鑑觀顫 以眼為始 最佳智慧醫療輔助者

放眼全球及台灣這塊土地,因眩暈而飽受痛苦的病患逐年攀升。面對眩暈檢測,大部分的人會選擇交由醫師診斷或入院搭配神經醫學影像工具如MRI或CT進行判讀,然而卻可能造成眩暈誤診、患者過度診斷、醫療資源浪費等狀況發生,無法有效回溯病患眩暈實際狀況。為解決眩暈在臨床長久痛點,神經元科技(Neurobit)開發智慧穿戴醫療裝置-NeuroSpeed智慧眼鏡及AI輔助系統,提供眩暈快篩的AI智慧解決方案,輔助醫師快速篩檢腦部疾病達80以上準確率及90以上敏感度的高效檢測力。 神經元科技成立於2016年,共同創辦人包含楊鈞程、陳維澄、黃勁勛與王經富因四人修習台大醫工所與創意創業學程共同開設「生醫創新與商業化」課程的因緣際會下,一同踏上創業旅程。神經元科技的核心團隊成員主要由醫工、資訊、神經內科醫師、專利、商學等跨領域專家組成,共同創業理念是不斷發掘探勘在醫療臨床上未解決之痛點。看見病患因眩暈飽受痛苦,神經元科技因此發想出自主開發高效又實用的穿戴式智慧醫療裝置NeuroSpeed智慧眼鏡,結合硬體AI輔助決策系統軟體,提供眩暈快篩的AI智慧解決方案。 神經元科技執行長楊鈞程表示,看見台灣和全球飽受到眩暈之苦的民眾比例很高,在台灣有高達3民眾(約70萬)因為眩暈而苦,而美國大約有1千萬人口因眩暈前往就診,從數據可見眩暈醫護市場相當龐大。對於診間的眩暈診斷快篩,目前醫院的快篩工具主要透過神經理學檢查,大部分透過問卷式量表去處置,診斷會過度仰賴病人主訴及醫師的經驗判定,缺乏量化指標,造成眩暈誤診及喪失黃金治療時間。而對於入院急診的眩暈病患,過往醫療診斷會過度仰賴神經醫學影像工具如電腦斷層檢查(CT)或磁振造影(MRI)進行診斷,經觀察發現器材量不足問題,以美國來說入院急診後能即時接受MRI診斷的人口不到3,而能接受CT診斷人口不到50。然而,若過度使用CT或MRI診斷可能又造成病患過度診治,甚至有浪費醫療資源的問題發生。 為了幫助眩暈病患在診間和急診能正確且高效快篩分流與降低過度診斷,神經元科技開發的穿戴式智慧醫療裝置NeuroSpeed智慧眼鏡,相信對於整體醫療資源應用及病患診治會有很大幫助,楊鈞程表示,若非必要透過MRI去追蹤診斷下,本裝置可作為現有MRI神經影像學工具之前及病患入院之後的快速篩檢,減少病人過度診斷。NeuroSpeed的檢查法是透過眼球震顫快篩,找出潛在腦部疾病患者,此技術的檢查法是觀察受檢者在凝視靜止物體時,眼球的顫動狀態,與一系列眼球運動,藉此判斷腦部風險以作出相對應的診療。 NeuroSPeed智慧眼鏡 破解腦部疾病和眼睛疾病 臨床試驗敏感度達9成 在神經元科技積極研發下,目前已成功推出兩代 NeuroSpeed智慧眼鏡產品,第一代NeuroSpeed主要提供醫師即時觀察高畫質的眼球影像與眼球運動反應相關檢查數據參考,並沒有輔助診斷的服務。第二代NeuroSpeed可提供醫師做紀錄、追蹤、存處及查看相關眼球運動分析及瞳孔區域的辨識,藉此可有效診斷中樞與經與周邊神經系統方面的疾病。由於第二代NeuroSpeed產品具備輔助醫師達分析診斷之功能,已被列為美國二級醫療器材,必須通過美國FDA認證才可對外販售。現階段此產品已完成pre-submission,待生物相容性試驗完成後會進行送件審查,預計明年第二代NeuroSpeed將順利取得美國FDA認證。 在實際驗證場域方面,目前NeuroSpeed已與新北雙和醫院和台中慈濟醫院攜手合作臨床驗證,其臨床結果證實針對中風等中樞神經疾病和其他前庭系統疾病的分類判斷,加上NeuroSpeed智慧眼鏡的設計輕便好攜帶、檢測快速又易操作、具備自動判讀之功能特性,有效輔助醫師能快速篩檢出眩暈病患潛在的腦部疾病風險。與國外醫療中心的場域驗證,主要以入院急診的眩暈病患,醫師可透過NeuroSpeed智慧裝置去判讀中風診斷的現象,目前上述合作醫院的臨床試驗準確度達80,敏感度達90。 神經元科技開發智慧穿戴醫療裝置NeuroSpeed智慧眼鏡 除了成為醫師在診間和急診快篩腦部疾病風險判讀的最佳智慧醫療輔助者,NeuroSpeed智慧眼鏡更協助醫師在斜視風險的檢測評估,透過神經元科技與三軍總醫院共同研發的「可攜式斜視及異常眼球運動診斷系統」,並以三軍總醫院為落地實證場域,提供醫生完整斜視術前評估及術後追蹤依據。本優異的研發技術成果更於2020年榮獲第17屆國家新創獎mdash臨床新創獎肯定。 我們知道很多疾病會造成先天或是後天的眼球運動異常,甚至造成斜視或是眼球震顫的症狀,其中在斜視部分,依據專家醫師諮詢調查,全球學齡兒童在斜視的盛行率是25,而台灣學齡兒童在斜視的盛行率約14左右,楊鈞程表示,臨床針對這些疾病症狀的診斷,主要分為眼球位置的偏向測量及眼球運動測試兩大類。經觀察發現目前眼球位置的偏向比較缺乏客觀的量化手法去診斷,主觀上採用眼球偏向的測量儀器來檢查。對神經元科技而言,目前透過NeuroSpeed儀器裝置和斜視及異常眼球運動診斷系統軟體能去整合客觀清晰的眼球影像、眼肌功能及眼位偏斜角度數據,作為符合臨床診斷準則之快速檢測服務,這些檢測的數據可作為醫師完整斜視術前評估及術後追蹤的依據,因此透過本系統可客觀有效的量化分析,可大幅降低患者手術上的醫療風險。 在商業模式方面,神經元科技主要與醫院合作,進行研究型的產品銷售, 相信公司預計明年通過FDA後將會有顯著的營收表現。目前神經元科技將 以國內首創穿戴式智慧醫療裝置NeuroSpeed智慧眼鏡與AI輔助系統,提供軟硬整合解決方案,輔助醫師快速篩檢腦部疾病及眼部疾病,提升病人黃金治療時間,減少社會的醫療照護成本,以創造三贏。 NeuroSpeed智慧眼鏡 輔助醫師快速篩檢腦部疾病及眼部疾病 放眼全球 智慧醫療器材的先驅者 生醫軟硬體系統整合新典範 神經元科技創業初期,技術研發和商務拓展曾面臨多方挑戰,楊鈞程有感而發表示,由於NeuroSpeed產品是國內首創開發的醫療性智慧眼鏡,無論是硬體原物料取得、技術規格開發與建立以及相關系統整合的挑戰度皆高於消費性電子產品。此外,匯集跨領域人才並將其整合為核心團隊所用也是創業挑戰。在商務拓展方面,公司雖然累積臨床驗證實績與相關的產出發表,但市場通路建立仍需要持續努力拓展,希望能持續借重資策會等法人協助,積極創造更多元的市場通路與對接潛在合作的廠商。為加速國際拓展和市場營運交流,現階段公司將進行新一輪募資規劃以滿足發展。 創業至今,神經元科技是以長期發展、穩定獲利為營運目標,楊鈞程表示,我們除了聚焦既有專業領域外,更對附加價值的產品進行開發應用,透過公司軟體開發和軟硬整合的研發能量累積,拓展到其他醫學科別及領域。楊鈞程期許神經元科技能成為智慧醫療器材的先驅者,並滿足使用者和患者需求為研發導向,更期許成為生醫軟硬體系統整合的典範。對於中長期布局,公司將促進產學交流與培植生醫人才;整合產業上下游資源,創造智慧醫療解決方案與平台;並積極開拓國外銷售市場如美國、歐洲國際布局以作為企業永續發展的願景。

【解決方案】7毫秒內分離人聲 洞見未來科技協助聽損者「聽說更簡單」
7毫秒內分離人聲 洞見未來科技協助聽損者「聽說更簡單」

某週四下午,下了一場傾盆大雨,然而,位於台北小巨蛋附近的洞見未來科技RelaJet台北體驗中心內,客戶預約全滿,主要是聽損人士前來試聽運用人聲分離引擎設計製造出來的助輔聽器,對於聽損人士而言,能夠有平價、輕巧、降噪效果佳的助輔聽器可用,真可謂一大福音。 「希望幫助有需要的使用者,再次聽見世界的精彩」這是同為聽損人士的RelaJet創辦人暨執行長陳柏儒體貼的期望,他最懂得聽損者的需求,也希望藉由洞見未來科技獨特的人聲增幅助聽技術,能夠造福更多的人。 萬元有找的輔聽器 造福廣大聽損者 成立於2018年的RelaJet,是陳柏儒與哥哥陳宥任共同創辦的公司。RelaJet所研發的多人聲分離引擎搭配高通藍牙音訊平台,將動輒8-10萬元的進口助聽器價格壓低到萬元有找,就是希望能研發平價、降噪效果佳、可運用無線傳輸連結手機的好商品。 公司成立後的前2年,主要研發多人聲分離引擎,讓降噪效果更佳,搭載上高通藍牙耳機晶片之後,音訊處理時間極短,大約7毫秒就能強化主要人聲、降低周圍噪音干擾,只需要傳統助聽器醫療標準16毫秒不到一半的時間,幾乎「零延遲」。 洞見未來科技推出平價助輔聽器,大大嘉惠聽損者 陳宥任解釋,主要是運用高通晶片的邊緣運算,加上極簡化的演算法才能做到極低延遲及聲音可以處理更好的降噪度,同時助聽器可涵蓋18個頻道,傳統的助聽器涵蓋的範圍是4-48個頻道,未來RelaJet會朝更多頻道逐步邁進。 根據統計,全球聽覺障礙者總計47億人,其中,已開發國家聽力輔具配戴率平均為30,其中以歐美國家最多。台灣有近150萬人失能性聽損,其中,中老年族群失能性聽損就佔了30,而輔具配戴率僅有10,比率相當低。 陳宥任進一步分析,輔具配戴率偏低有兩個原因,一、國際大品牌平均售價高達8-20萬元,可使用期限3年,不僅售價高、養護成本也高,讓很多人卻步;二、在吵雜環境下,噪音也被放大,使用者仍然不一定能聽得清楚,並且聲音參數無法即時、自由調整,需要常回到門市調校不是很方便。三、大部分機種無法連接手機,不方便聽損者接聽聽電話。 運用高通藍牙晶片 產品開發速度大躍進 有鑑於此,曾在聯發科擔任半導體工程師的陳柏儒負責技術研發,有法務背景的陳宥任主責公司的管理與營運,兄弟合作無間,組建團隊運用AI人工智慧演算法與晶片串接,學習數據庫內幾千小時的音檔,透過神經網路與深度學習技術,研發出低延遲、高降噪的人聲增幅助聽技術。並在2019年將此聲音處理技術整合至高通藍牙晶片,並獲得高通台灣新創競賽獲得冠軍、高通全球擴展計畫夥伴的榮譽,讓產品開發速度大躍進,2021年在台灣推出自有品牌Otoadd系列助輔聽產品,並受到市場的青睞以及有廣大聽損者的好評。 根據不同消費者的需求,有不同的產品設計,陳宥任表示,Otoadd具有輔聽功能的無線耳機N1,屬於頸掛式入門款,售價一副9,500元,可以一邊帶輔聽器一邊聽電話,運用手機App即可控制降噪強度及聲量大小。未來也將研發周邊配件,以符合年長者的需求。該輔聽器除了在台北、高雄體驗中心可預約試聽外,也可在PChome商城、台哥大myfone商城、樂齡網等輔具通路販售。 另一款為針對輕度到重度聽損者設計的Classic R助聽器,於2021年獲得日本Good Design設計獎,這款產品自去年底上市,對於先天性聽損者具有吸引力,用過的人都說在吵雜的環境下也能比過去聽得更清楚,也感受到藍牙連接手機通話、看影片的便利。預估此一商品也將在今年下半年外銷海外市場。 此外,今年6月即將上市的助聽器藍牙功能二合一功能產品,大小就如同一般藍牙耳機,主力客群鎖定在意外觀的聽損者,一方面體積較小、無線耳機造型設計美觀,加上也可接聽電話,若經衛福部許可上市之後,符合資格的聽損者還可以向政府申請補助。 RelaJet下一階段將進軍海外市場 以美國為灘頭堡 有趣的一個問題是,因應疫情關係,全民都必須配戴口罩,無法讀唇語,此對聽損者的影響是如何呢陳宥任表示,此時就能凸顯RelaJat的優勢了。由於每位聽損者聽力強弱不同,助聽器僅能補充到適當音量,協助聽損者聽取6-7成內容,餘3成仍須仰賴讀嘴唇及手勢。而在疫情期間,為了防疫,人人都戴口罩,口罩也讓聲音有所遮蔽,RelaJat人聲分離引擎也能校正補強,使戴口罩者的聲音分離清晰,方便聽損者辨識。 除了台灣市場之外,RelaJet下一階段將進軍海外市場,預計今2022年將取得ISO 13485醫材品質管理系統認證及美國醫療器材許可證,以美國為灘頭堡,以自有品牌或是成品貼牌方式銷售海外。 除了台灣市場之外,RelaJet住輔聽器下一階段將進軍美國市場