國內第一臺水稻種子品種辨識機 辨識效率提升44%

種苗改良繁殖場與中興大學合作開發「水稻種子品種辨識機」,提升水稻種子品種辨識效率。(攝影/記者游昇俯)

我國以三級良種繁殖制度為水稻優良品種進行品質把關,但水稻品種檢定檢查員需要累積豐富經驗才能有效判斷,種子檢查配合農時,短時間內要檢查大量種子,也相當耗時費力。農委會種苗改良繁殖場與中興大學合作開發「水稻種子品種辨識系統」,運用AI與大數據技術,大幅提升人員檢查效率44%,可將以往3個月檢查流程縮短到1.7個月。

水稻育種家育成優良品種在栽培過程中,可能因異品種或雜草混雜而逐漸失去優良特性,因此國內透過三級良種繁殖制度,由農糧署委託農試所、各改良場設置原原種繁殖圃,各縣市政府委託農民設置原種和採種繁殖圃,經過原原種田、原種田及採種田逐級繁殖,確保稻種純正優良。我國水稻每年栽培面積約27萬公頃,需要約1,350萬公斤水稻種子,種子產值即高達27億元。

水稻種子品種辨識系統可以辨識水稻種子不同品種10項外觀特徵,透過機器將外觀特徵量化來辨識各品種。水稻種子品種辨識機進行品種辨識時,第一道手續先採物理性透光度,篩除近年常見雜草型紅米及有色品種,第二道手續再以倒傳遞類神經網路和深度學習等AI技術進行品種辨識。

國內推廣26種優良水稻品種中,栽培最多前五大品種為臺南11號、臺稉14號、臺中192號、臺稉9號及臺中秈10號,占全國8成面積。水稻種子品種辨識機可有效辨識五大品種,每分鐘可處理65粒水稻種子,有效影像擷取率96.9%,品種辨識準確率達88.8%。開發此系統的中興大學生物產業機電工程學系教授黃國益表示,今年辨識機可望完成21個水稻品種辨識。

「水稻種子品種辨識機」每分鐘可處理65粒水稻種子。(攝影/記者游昇俯)

「水稻種子品種辨識機」有效影像擷取率達96.9%。(攝影/記者游昇俯)

水稻種子檢查1件樣品約4,000粒種子,過去3名檢查員每天檢查量為18件樣品;若操作水稻種子品種辨識系統進行檢查,可提高檢查量達26件樣品,效率提升44%。種苗場每年處理約1,000件樣品,檢測時間約3個月,使用此辨識機即可縮短至1.7個月。

種苗場場長張定霖表示,過去每年6月水稻種子採收,上千筆材料進來,全靠檢查員肉眼識別,需要人力密集投入;而且春作採種,秋作就要使用,產業需求急迫,水稻種子品種辨識系統目前已上線使用,可大幅提升同仁工作效能。

開發水稻種子品種辨識系統約投入500萬元研究經費,機器設置成本推估約需70萬元。張定霖說,此系統目前使用於水稻品種品管,未來也可擴展應用於選種使用;國內水稻品種管理是公部門主責,但國外有部份國家將F1種子生產民營化,也有相關需求,此辨識系統有產品化的空間,種苗場將考量取得專利。

國內各種水稻品種種子。(攝影/記者游昇俯)