原标题：【科技农夫共创微气候新农耕模式】年轻小农靠开源翻转传统农业
宜兰县员山乡深沟村有一群年轻人，因为对农业的热情，从软件人变成“作田人”，将软件工程的专业带到耕种的田地，试图以科技的方式，解决耕作时会遇到的各式各样问题，他们不是一般的农夫，也不是大家所想像的科技农夫，而是运用开源软件，打造农业新应用的“开源自造科技农夫”。（图片来源／陈幸延）
在众多软件高手云集的2017年开源人年会（COSCUP）上，有一群年轻人看起来格外不同，晒得通红的健康黝黑肤色，在软件工程师中格外亮眼，他们不只是软件工程师，更是一群善用开源科技的“作田人”。
就连在开源人年会开场，前行政院院长张善政都分享了自己靠开源技术管农田的经验。张善政每逢周末都会到花莲自家农地从事农作，最近找来一位朋友，利用开源软件，用空拍机从高处拍摄农地后，运用影像辨识技术来计算农地上的西瓜数量，而不用走遍整块田地一一清点。
后来，这个工程师还将这支程式，用来计算养鸭场上的鸭子数量，最近台风接连来袭，张善政这个朋友干脆还写出，可以空拍盘点树木倒塌数量的应用程序。
张善政呼吁，要重视开源社交中的合作、共享和创新的特质，且台湾可以善用开源社交的力量，尤其从AI的应用开始投入，而农务正是其中一个运用场景。
台湾开源自造科技农夫共同打造新农耕模式不只有张善政变成了科技农夫，宜兰县员山乡深沟村也有一群年轻人，因为对农业的热情，从软件人变成“作田人”，将软件工程的专业带到耕种的田地，试图以科技的方式，解决耕作时会遇到的各式各样问题，他们不是一般的农夫，也不是大家所想像的科技农夫，而是运用开源软件，打造农业新应用的“开源自造科技农夫”。
“一开始什么都不懂，就跟着老农夫学。”科技农夫陈幸延在两年前辞去软件工程师的工作，一头栽进了种田的行列，过去他从来没有接触过农业，一开始就从头跟经验老道的老农夫学起，学习过程中，还认真地将老农夫传递的知识，以及每一个步骤，都详细地记录下来。
不过，等到陈幸延实际耕作时，才发现，近几年气候变迁越来越剧烈，跟老农夫学来的这些经验，没办法因应多变的天气。
以宜兰来说，以前每年有200多个下雨日，农夫几乎是天天都要带着雨衣，但是，现在则不然，就连最会下雨的冬天，也要到12月才会降雨，光是凭借着，陈幸延过去1,000多天的耕种经验，他认为，无法累积出有用的参考依据，于是，陈幸延开始想办法，要试图解决这个问题。
首先，为了得到更准确的气候资讯，陈幸延先从中央气象局的开放资料平台上找资料，花了一番功夫才整理出可用的资料，不只得从10年份的表格资料中，统计出10年的在地气候数据，才能进一步转换成资料分析所需的格式，最后还得自制一支程式，将气候变化的趋势视觉化。
虽然完成了这个工具，但这些图表却不实用。一来这个气象站距离深沟村还有段距离，而且位于半山坡，测站收集到的天气数据，无法呈现出深沟村平地农田的情况，光是气温就相差许多。因此，陈幸延决定开始自己动手组装一套“微型气象站”。
陈幸延参考了中央气象局气象站所用的设备，自行购买零件自己组装，还撰写了程式，搜集感测器回传的光照、风向、风速和雨量等数据，再利用这些数据，来制作出更准确的长期温度变化图，判断耕作的时机。“有了这些感测器收集到的资料，长期累积后，才可以知道在地的温度趋势。”他解释。
陈幸延还分析了在地商店的数据，掌握每个季节适合耕种的作物，他还建立了一个农作物资料库，可以用视觉化的方式，来预测未来3个月内适合种植的作物。
不过，只靠自制气象站还不够，“我不可能知道田里发生的事！”于是，陈幸延他们这群科技农夫，进一步开始自制田间感测器，例如，水田里设置了水位计，菜园则有土壤湿度计。
现在只要半夜出现豪雨，陈幸延在家里就能立刻掌握田里的变化，不用像过去，每逢半夜下大雨，得等到一大早出门巡田才能知道，
“科技带给人方便，自动装置可不可以更方便呢？”他摇了摇头，因为越聪明的程式，越会传送各种讯息，来通知农夫农田的状况，“现在反而上下午都要去田里！”陈幸延笑着说，但即使工作变多了，他却甘之如饴。
对于刚投入耕种的年轻小农而言，陈幸延并没有太多的预算来负担耕作的成本，什么都要自己动手做，就连电动除草机也要自己DIY。市售电动除草机大约要2万元，而陈幸延自己制作的除草机，成本却只要不到2,000元。
爱上耕种的陈幸延，体会到农村的生活与都市其实大不同，“要与当地村民保持良好关系，”在农村，人与人之间的关系非常紧密，常常需要互相依赖、帮忙，这让他更意识到建立社交对农业的重要性。
于是，陈幸延决定租下了一块空地，来打造出一个开放农业的实验基地，称为“Open△Hack△Farm”，提供大家实验新科技的场所，用开放的方式一起讨论想法、动手做出工具，期望在农业上实践出一个可循环、结合在地和开源的经济合作模式。
Open△Hack△Farm今年的研究方向包括了IoT田间感测器、开放资料、可远端控制的农用三轴手臂FarmBot和影像辨识等。
此外，今年春天，另一个开源农业专案“阿龟微气候天眼通”，也和Open△Hack△Farm社交联手，以物联网技术与资料科学技术，结合在地青小农，来发展农业微气候分析应用，他们还因此在今年g0v公民科技创新奖助金竞赛中，从94件专案脱颖而出，成为最终获选的8件得奖专案。
自造农具1｜微型气象站这部陈幸延自行制作的微型气象站（WeatherBox）就设在农地旁，可将现场的光照、风向、风速和雨量等数据，传到后端程式，产生最贴近农田的在地微气候趋势图。图片来源／陈幸延
自造农具2｜田间水位计水位高低影响了水田稻米的生长情况，过去每逢半夜下雨，就得一大早出门巡田开水道放水或进水，现在有了无线传输的水位计，在家就能掌握水田情况。图片来源／陈幸延
自造农具3｜田间感测器土壤情报是种田的关键，科技农夫们决定自制能即时侦测土壤温、湿度变化的田间感测器，从电路板到撰写程式通通自己来，还结合太阳能版和电池来延长运作时间。图片来源／陈幸延
资料科学走进农业，自制工具搜集微气候数据阿龟微气候天眼通的阿龟一词取自于“Agri”的谐音，同样以宜兰的深沟村为实验基地，要运用资料科学技术来解决台湾农村的问题。
阿龟微气候天眼通运作架构
为了搜集最能反映农地现况的微气候资讯，阿龟微气候天眼通专案，汇整田间感测器搜集大量资料，来建立微气候资料库，并通过仪表版App，让科技农夫在家就能掌握田间状态。图片来源／吴君孝
在今年3月获选g0v公民科技创新奖助金后，正式启动专案，要用开源软件打造出给台湾农民使用的微气候工具，先以深沟村农民的需求为主，结合物联网的技术和资料科学，先将深沟村的示范场域的应用完成候，再开始向外拓展。
阿龟微气候天眼通团队中有一位资料科学家吴君孝。他过去在许多领域，都拥有丰富的资料科学经验，曾经分析警政情报、环保、食品安全和农业等中央部会的资料，不过，吴君孝曾经提出很多建议和计划，但后续发展都不如他的预期。“与其一直讲，不如动手做！”于是，找了几个开源社交的朋友，一起出来发起了阿龟微气候天眼通专案。
这个团队目前大约有20多人，来自不同的领域，包含金融业工程师、前端工程师、软件工程师、分析师、行销人员，甚至还有导演帮忙拍摄视频。专案主要目的是帮助青农，吴君孝解释，过去农村社会人口老化，但近几年出现转变，开始有年轻人回来务农，但他们由于缺乏务农经验，导致青农投入耕种的门槛偏高。
虽然青农可以到农学院上课，也能向老农请教，但是吴君孝开始思考除了这些方式之外，“能不能创造工具让青农自己学习？”另外，年轻的小农有时间和热情，却欠缺足够资金来购买高单价的农业器具，“能不能找到年轻农夫可以负担的方式，来协助他们工作？”吴君孝自问。
“很多科技计划结束后，没有普及到农民身上！”他认为：“原因就是技术转移费用过高，好技术走不出实验室，没有在真实环境执行，也没有办法真正帮助到农民，”因此，吴君孝去年花了一整年的时间，走访台湾各地拜访农夫，也了解现在农业的状况，他要用开源的方式，打造出“在地农民可用的工具”。
“农业是看天吃饭，”吴君孝希望可以通过远端监控的工具，让农夫可以决定到底要不要去巡田，减少劳力的浪费，也希望提供整合数据分析的工具来帮助农夫耕种。
“让农夫不用过劳”是阿龟微气候天眼通团队想要实现的目标。要做到这一步，气候数据是决定出门与否的关键，但吴君孝指出，中央气象站的资料不能反映出真实的农田资料，尤其台湾地形特殊，可能山的这边正在下雨，另一边却没有，再加上目前官方气象站的测站数量少，就算用推估的方式也很难得知真实的数据。
“中央气象局可以参考的资料有多少？”吴君孝说，真的太少了，且气象局资料是通过内插法网格化方式，来推估深沟村的气温，并不够准确。后来他实地走访农田，在地农夫才告诉他真正的关键，“农田最重要的是土壤”，但中央气象局提供的是广域气候资讯，没有土壤温度和湿度资料。
因此，阿龟微气候天眼通团队通过微气候气象盒子和田间感测器收集数据，包含温度、雨量、风向、湿度、紫外线、日照强度等11种类型的数据，经由LoRa无线网络技术传输到云端资料库，最后分析结果将显示在即时监控农用仪表板，提供气温、湿度、土壤温度等关键资讯的视觉化即时监控图表，甚至，还有依据农田的温度和湿度，来预测福寿螺的出没机率，作为当作农夫们决策的参考。
若遇到无法亲自搜集的资料类型，吴君孝则会介接其他的外部资讯，举例来说，因为法规的规定，团队不能自行产生气象预报资料，就得介接中央气象局的资料。
影响微气候资料科学分析成效的因素，包含农业环境数据、田间纪录和作物生长指标。但吴君孝指出，目前最难的取得的是田间纪录和作物生长指标的资料，尤其要搜集到可用的分析资料，需要专家协助进行田间纪录，一开始就得将数据正规化，如资料类型等规格都要统一，他坦言，一开始他们光是进行资料正规化就花了非常多时间。
另外，作物生长指标的数据收集也是一大挑战，如NDVI（Normalized△Difference△Vegetation△Index）、叶片面积、重量和长度等指标，设法从真实环境中，直接取得这些指标数据是阿龟微气候天眼通团队，目前正在努力的工作。
即时监控农用仪表板系统架构
这套开源农用仪表版系统架构分为三层，包括了IoT感测层（Wi-Fi和LoRa传输技术），数据处理层（Python搭配MariaDB）和分析应用层，并串接了第三方的开放气象资料。图片来源／吴君孝
农用仪表板即时监控画面
农夫不用过劳是这群科技农夫的目标，通过农用仪表板可以即时掌握光照、温度、湿度、水位等农田情报，甚至可以预测福寿螺出没率，来决定要不要出门。图片来源／吴君孝
软件开发与耕种大不同，但都要善用开源社交的力量Open△Hack△Farm去年才成立，因为农业的实验，渐渐地聚集了一群不一样的科技农夫，也建构出联系科技农夫的重要社交，另一位社交中的科技农夫林进錕也表示，几年前就有想耕田的念头，直到去年因缘际会下终于也来到了宜兰县种稻米，认真的他甚至还跑到社区大学上课，学习如何耕种各种作物。
在投入耕种后，林进錕才发现，耕种和软件开发不同，耕种会因为每年的天气变化、每一块田地的土质、播种的籽和秧的不同，甚至是每个人的耕作方式也不大一样，而产生不一样的变化。这些问题也没办法Google找答案，但“软件开发和耕种有一个共同点，都需要开源社交的力量。”他说。
依照林进錕的观察，农村目前面临的困境是缺乏足够人力，还有耕种知识无法完整传达，他呼吁大家开始一同参与，因为过去大家对农耕资料了解太少，应该要用科技的方式，了解数据找出耕作标准，也要将知识和经验用开源的方式，与更多人共享，找出最适合的耕作方法。
社交共同打造的自动耕种机器人FarmBot和开源软件一样，社交也是这群科技农夫最大的武器，BIOS工程师侯专益在今年COSCUP开源人年会中，展示了他们自己组装的农业机器人FarmBot。图片来源／阿龟微气候天眼通
?开放农业实验基地 Open△Hack△Farm小档案?● 成立时间：2016年● 地点：宜兰县员山乡深沟村● 理念：为农业创造循环、在地化和开源的经济合作模式● 最新方向：IoT田间感测器、开放资料、可远端控制的农用三轴手臂FarmBot和影像辨识等● 最新专案：阿龟微气候天眼通资料来源：iThome整理，2017年8月
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