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MI添翼智慧農業 日本藉人工智慧培育新種

智慧農業不只靠無人機,材料科技在培育新種也有幫助。圖為農人在現有稻田工作場景。法新社

不管是為了增產、種植在過去不能種植的地方、還是提高口感與價值,日本各地農會都在積極研發新稻種,甚至透過DNA分析技術,讓過去需要10~15年的新稻種培育,縮短為3~5年;現在日本政府與農業新創企業甚至打算引進新技術,應用研發新藥新材料的人工智慧(AI),進行新稻種研究。

利用DNA資料研究作物並育種,與材料藥品研究有個部分非常相似,就是部分DNA對作物的作用已經了解,但整體仍有許多不明之處,只能用試誤法,測試並觀察結果。

而且作物有一點比材料藥品更麻煩,就是種植時間很難縮短,稻米有若干稻種在熱帶可1年3穫,也就是3~4個月就能收穫,但若干稻種則要更長的時間,只能1年2穫,因此每年最多只能進行2~3次實驗,材料與藥品1個月能進行的實驗次數只怕都不止於此。

根據日經產業(Nikkei Business)雜誌報導,日本秋田縣取代1984年上市米種的新米,預計2022年上市,花38年才開發出可以商業上市的新米種,這38年並非放空,實際上當地農會與研究機構每年都進行100個新品種的研究,通過近4,000種新種,才找出商業上口感上都足以取代舊米種的新米,可見研發的困難。

而也因為研發新作物很耗時,所以1980~1990年代曾流行基因改造,直接將其他作物的基因移入現有作物,每年可以製造出的新品種就不只100種;但因不知道基因改造會產生怎樣的後遺症,目前國際上要求進行基因改造的作物,須標示為基改作物,有些地方甚至會禁止進口,影響基因改造技術的市場。

為減低對基改作物的疑慮,同時也是為更進一步的基因研究鋪路,日本化學大廠住友化學(Sumitomo Chemical)在2014年提出稱為DNA標記(DNA Marker)的技術,當自然授粉的新作物剛抽芽就採取樣本分析DNA,建立資料庫與種植成果比對,確認那些DNA會有那些特性,逐步掌握改良稻種訣竅,縮短研發時間。

而DNA標記建立的資料庫,無疑適合材料科技(MI)應用的人工智慧學習,進一步加速研發,因此不只是住友化學這種大廠在意,日本愛知縣的新創企業、水稻生產技術研究所,與日本政府的農業食品產業技術綜合研究機構,都考慮從稻作DNA標記轉入人工智慧應用研究。

雖然材料科技於日本剛開始推廣,但很快就受農業注意,相對於全球通用的材料與藥品,稻作這種偏向特定文化的糧食作物,很適合作為人工智慧與材料科技後進廠商建立利基市場,同樣屬稻作國的台灣值得注意。

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