以使用者觀點建置蔬果設施栽培管理專家系統

✎蘇國瑋教授．張天鳴總經理．邱伯智先生 | 2021-09-10

一、 產學計畫價值與挑戰

本產學計畫為109年度科技部工程司產學合作計畫研究優良成果。本次計畫為與“易碩網際科技股份有限公司”，簡稱易碩網，合作的項目為：蔬果栽培管理專家系統，並希望整合以下資訊輸入：溫濕度、日照、雨量、作物種類、土壤檢測數據及環控系統等環境資訊。本研究透過對產業現況與對於使用者的觀察，瞭解現實生活中使用者存在「以使用者觀點的蔬果栽培管理專家系統」的使用需求，故而開啟本次研究合作計劃；研究計劃如圖1，本產學計畫主要負責建置設施生產管理專家系統以及與易碩網所開發的其他模組進行跨功能的人機介面設計與整合，此次為部份成果之分享。

二、 計畫研發成果

（一）系統基本架構之建置：

本研究的蔬果栽培管理專家系統為以人機互動核心觀念為出發點來進行設計，讓使用者易於理解與使用，能有更好的服務體驗。以使用者為中心設計（User Center Design, UCD）又稱為＂以人為中心的設計＂，隨著科技的進步，以往以技術功能為主的設計慢慢遭到淘汰，使用者們更希望他們使用的產品是以人做為開發設計的主要因素，就算是不同文化、年齡、能力或經驗的使用者都能夠根據不同使用者有不同的體驗，因此以使用者為中心設計將會是產品的成功關鍵，本研究基本架構如圖2。

（二）使用性測試與測試後改善：

本研究所採用的使用性測試結合啟發式評估與問卷調查法進行使用者介面 (User Interface, UI)以及使用者經驗 (User Experience, UX) 測試與評估。本研究計畫採用使用者互動滿意度問卷 (QUIS) 與使用者經驗調查問卷 (UEQ)進行UI與UX的測試與評估。除透過問卷蒐集受測者主觀判斷數據外，本研究同時透過客觀測量工具：眼動儀及情緒分析系統進行蔬果栽培管理專家系統的UX和UI的測試評估，讓測試過程更為精細且客觀(如圖3)。

目前已整理部份成果以 “使用深度學習偵測及預防植物病蟲害-以牛番茄為例” 發表於2020中國工業工程學會年會暨學術研討會。

三、 衍生效益

除原定的專家系統開發外，二Ｏ二Ｏ年九月開始，計劃主持人蘇國瑋教授即帶領所屬團隊奔走於產學的合作計畫當中，原計劃合作對象易碩網原為電子商務經營成功之團隊，近年來發覺智慧農業帶動南部科技青農走回鄉里之間，但青農與傳統老農之間仍存在認知上的差異。因此易碩網的張天鳴總經理致力於彌平這道認知上的差異，並推動智慧農業來降低農民農務上工作負荷。主持人蘇國瑋教授有感於此，與易碩網進行產學合作。易碩網際網路公司不僅開發智慧農業上創新科技應用，更親自於美濃地區架設溫室，體驗智慧農業實務。除此之外，與智慧農業的專業結合，尚有天空之水創新科技有限公司的朱董以及思原生態農場的羅總等有志之士，一同在旗山、美濃等地，開發出智慧農業之廊帶（該廊帶由北至南，包括左鎮、阿蓮、旗山、美濃等區域）。期待協助農民扭轉惡地形之劣勢，開創未來南部智慧農業展新的格局(如圖4)。

四、計畫影響與結論

此產學合作計畫成功地協助易碩網際網路公司串連不同新創科技產業及學術資源，並且有效與地方農民結合、了解農民實務上的需求。計劃主持人蘇國瑋教授以使用者觀點出發，從專家角度切入協助建置蔬果作物栽培之專家系統的資料庫、知識庫與規則庫。雖目前資料量尚在累積當中，這也需要更多夥伴共同參與，累積實際需求經驗與資料，從實務觀點中出發協助農民探討如何在有限的資源條件上，與AIoT技術結合專家系統來滿足農民需求。此不僅在創新科技上的結合，更是結合環境永續經營達到在地創生的理念(圖5)。