深耕資料農場

在人類數千年文明中，農業一直舉足輕重。從遊牧部落賴以生存的簡陋鐮刀，迄今為整個社會提供食物的商業農場，農業始終是塑造人類文明的重要力量。

如今，物聯網正在徹底改變這個人類歷史的基石。除了100多年前引入機械帶來飛躍之外，當今農業技術變革的速度比歷史上任何其他時期都要快。

縱觀歷史，農業的核心使命一直是借助土地養活眾多人口，多年來始終未變。如今農業面臨著的巨大挑戰，就要是養活的全球人口正在快速增長；與此同時，嚴峻的環境變化也使農業生產愈發艱難。

聯合國指出，目前超過6.7億人正在忍饑挨餓，而到2050年，世界人口將接近100億，若要滿足這一龐大人口的糧食需求，糧食產量還需再增長60%。種種跡象表明，農業變革的時機已經到來。

圖一 : 為提高產量、生產力和可持續性，農業生產方式正借助智慧農業技術、無線連接、人工智慧和非地面網路來作出改變。

互聯互通的革命

一場由互聯互通技術進步驅動的農業方式革命，正在帶來變革。農民一直飽受「如何用更少資源來生產更多產品？」的問題所困擾，為解決這個挑戰，智慧農業應運而生。

智慧農業是指利用互聯設備結合人工智慧等技術，最佳化農業生產，藉此提高生產力和可持續性。農場經營者在農機、作物、土壤甚至牲畜身上安裝感測器，能夠獲得過去夢寐以求的透明度和控制力。

Nordic Semiconductor業務發展經理Clay Hine表示，這意味著農民可以做出更明智的決策，從而實現更精準、更高效的耕作方式。Hine說道：「智慧農業確保作物和牲畜在需要的時候獲得所需的養分，從而促進生長。因此，智慧農場往往產量更高，資源消耗更少。智慧農業還能為農場經營者提供豐富的營運資料和洞察，幫助他們預測並應對不斷湧現的挑戰。」

雖然短距離連接技術在農業生產中舉足輕重，但因為現代農場的規模龐大，可以覆蓋數千平方公里，因此智慧農業的支柱通常是蜂巢式物聯網（cellular IoT）。

Nordic致力於在各種智慧農業場景應用其蜂巢式物聯網技術，包括新一代nRF9151 SiP模組。nRF9151能夠使設備在極低能耗下高效通訊，十分適合難以定期更換電池或充電，或是此舉成本高昂的農業應用。

Nordic蜂巢式物聯網設備在農業領域的應用實例，包括：在土壤和作物間放置濕度感測器，以便在作物需要時觸發灌溉系統供水；以及部署感測器追蹤噴灌車，檢測洩漏或翻車。在畜牧業領域，一款採用Nordic蜂巢式物聯網技術開發的牛項圈，使得農民能夠即時監測牛的位置和健康狀況。

這些精準農業的進步，已經為全球各地的農場帶來了效率、作物產量和品質方面的顯著提升。中國一些農場得到聯合國試驗專案的支援而引進智慧農業後，草莓產量提高了200%。

一項針對印度5000多名小農戶的研究發現，採用基於物聯網的土壤感測器和智慧灌溉系統後，用水量減少了40%。隨著供應商、監管機構和廣大群眾越來越期望農場展現可持續發展實踐，此類積極的環境影響顯得尤為重要。

同樣的蜂巢式物聯網技術也在最佳化關鍵農用機械的使用和維護。農場經營者可以使用聯網感測器監測振動、水壓或溫度水準來主動掌握水泵、水箱和閘門等設備的運行狀況，並且進行預測性維護，以防止意外停機。

NTN技術拓展應用範圍

農民也在利用聯網感測器來探索如何在有限的空間內提高產量，而不再僅僅依賴大片土地。將植物堆疊在架子上的垂直農業就是一個好例子，在設置了LED燈光的可控環境中，作物無需使用殺蟲劑。這些裝置利用聯網感測器監測並調節濕度、施肥量、溫度和光照，以實現最佳化生長。

垂直農業幫助農民提升種植高度，同時互聯互通技術的其他進步也推動著智慧農業向更廣闊的區域擴展。並非所有農場都能覆蓋到大多數智慧農業解決方案所需的蜂巢式網路。但現在，非地面網路（non-terrestrial networks；NTN）可以幫助農場經營者覆蓋到以前無法觸及的區域。NTN利用衛星，結合地面蜂巢式基礎設施，將網路覆蓋擴展到這些蜂巢式基站覆蓋不均勻甚至沒有覆蓋的偏遠農村地區。

「NTN可以幫助我們為偏遠山區甚至是蜂巢式基礎設施稀少的發展中國家帶來智慧農業應用的好處。」Hine說。

Nordic的nRF9151蜂巢式物聯網SiP模組支援地面和非地面連接，包括NB-IoT、LTE-M、DECT NR+和NTN。同時，該公司還積極與多家NTN供應商合作，包括 Iridium Communications、Skylo、Myriota、Omnispace、Sateliot 和 Gatehouse Satcom，為客戶提供基於nRF9151 SiP模組的NTN部署商業解決方案。

Hine繼續說道：「NTN與蜂巢式物聯網協同工作以實現冗餘和韌性。許多農場位於易受自然災害或極端天氣影響的地區，地面蜂巢式基礎設施可能會受到損壞。在這種情況下，NTN可以幫助確保關鍵的農業作業不會中斷。」

雖然很多人的關注焦點是提高農業產量，但在這波更智慧、資料驅動型農業浪潮帶來的種種好處之中，提高農業的韌性或許更為重要。

隨著氣候變化持續加劇，農業生產環境變得更加嚴峻且難以預測。任何有助於農場經營者更精準地預測和應對不斷變化的環境的措施，都是有利的。

不出所料，目前重塑全球經濟格局的人工智慧熱潮正發揮著關鍵作用。例如，Nordic的nRF9151 SiP模組等解決方案能夠利用土壤和作物感測器資料，並將其發送到雲端人工智慧平臺進行分析，為農民提供了關於土壤健康狀況、天氣模式、產量預測和病害流行情況的深入洞察，使他們能夠預見並應對未來可能出現的危機。人工智慧還可以幫助改進和最佳化農場營運的干預措施，例如推薦最佳化的灌溉或施肥方案。

可持續發展為先

根據麥肯錫公司預測，到了2030年，先進的互聯互通基礎設施預計將覆蓋全球80%的農村地區。此外，全球機構推廣智慧農業的力度也在不斷加大。

智慧農業的益處顯而易見，然而幫助農民應對氣候變化的挑戰也具有重要的道德意義。世界銀行的「氣候智慧型農業投資計畫」等舉措正在幫助孟加拉、迦納和辛巴威等國家採用智慧農業技術。

像Nordic Semiconductor這樣的私營企業也在探索如何支援智慧農業推廣，而不僅僅局限於產品開發。Nordic大力支持聯合國可持續發展目標，其中包括可持續農業、消除饑餓和保障糧食安全等目標。

Nordic Semiconductor也是美國國家科學基金會工程研究中心IoT4Ag的成員。Hine表示：「IoT4Ag在推廣智慧農業解決方案應用方面卓有成效。IoT4Ag彙集眾多專家和產業合作夥伴，將精準農業的理念從概念層面轉化為切實可行的解決方案。」

農業正穩步從艱苦繁重的勞動密集型事業轉型為技術導向、資料驅動的產業，有望吸引年輕的新一代人才加入這個前景更光明、更可持續的產業。如果能夠實現，這對所有人都是好事。