水稻種子品種辨識有神器,AI與大數據來幫忙

新聞中心/陳美華

【農業資訊】你可知道水稻種子品種辨識,攸關全國每年水稻的栽培?水稻是臺灣最主要的糧食作物,每年栽培面積約27萬公頃;水稻種子每年的更新率約80%種子產值高達新臺幣27億元。為保持水稻優良品種的遺傳特性及純度,農委會種苗改良繁殖場每年執行各項種子檢查工作,經ISTA國際種子檢查協會認證通過,檢查通過的良種繁殖種子,提供國內約22萬公頃水稻田更新使用。為了提升檢查效率,種苗改良繁殖場與國立中興大學攜手合作,研發推出最新一代水稻種子品種辨識系統,該機是國內第一臺透過水稻種子外觀特徵來進行品種辨識的機器,運用類人工神經網絡施展「好眼力」,不僅提升人員檢查效率44%,且能更精準細分出水稻各品種特性,成為臺灣水稻種子品種辨識神器!

 

    種苗場指出,國內水稻品種眾多,以110年來說共有26個推廣品種,各品種間外觀相近且不易區分,依賴專業檢查人力確實難以負荷。有鑒於臺灣栽培面積最大的臺南11號、臺稉14號、臺中192號、臺稉9號及臺中秈10號等前五大品種,即占有全國近八成的水稻栽培,其中臺南11號的栽培面積更占了67%。新一代水稻種子品種辨識系統便以此五大品種為目標,導入高效能自動化供料硬體,並結合智慧化品種辨識軟體,針對多樣品自動進出料、數粒計算、影像擷取及影像資料庫建置等,發揮AI與大數據技術效能,可有效辨識該五大品種,品種辨識準確率達88.8% 

 

    種苗場表示,為提供純正且優良的稻種供農民更新使用,進而提升國產米的品質,臺灣實施水稻三級良種繁殖制度,將良質米和特色米推薦品種分為三級設置繁殖圃,分別為原原種田、原種田及採種田,使育成的優良品種均透過此制度逐級繁殖,並以輪流更新方式普及推廣。種子檢查是為水稻三級良種繁殖制度進行品質把關,其目的為使育種家育成的優良品種,不因異品種及雜草的混雜而逐漸失去優良特性,藉此維持水稻種子的純淨度及品質。目前水稻品種檢定主要由經訓練的檢查員以肉眼檢查種子,由於訓練培養合格檢查員十分不易,且訓練合格之檢查員亦須累積豐富經驗,才能有效判斷,尤其國內水稻種子檢查為配合農時,必須在短時間內檢查大量的種子,僅依賴經訓練的檢查員以肉眼檢查,費時又費力。種苗場期望透過新一代水稻種子品種辨識系統取代部分檢查人力,提升效率,增加檢查量能!

 

      新一代高效能水稻種子品種辨識系統,透過機器將種子外觀特徵量化,進而精準辨識各品種。目前主要執行種子檢查中的「品種檢定」,設有兩道種子影像檢查關卡,第一道是採用物理性透光度,來篩除掉近年來常見的雜草型紅米和有色品種,如黑米;第二道是使用倒傳遞類神經網路和深度學習等AI技術進行品種辨識。該系統可分成人機操作介面與種子影像辨識區域兩大部分,人機介面主要置於外部平台便於使用者操作,而種子影像辨識區域則設置在透明壓克力遮罩的封閉環境中,以避免系統運作時,受到外在環境干擾而影響到結果。另外,該系統可一次擺放7個不同樣品,於每一樣品檢測完畢後,自動執行下一樣品檢測。

 

    種苗場與中興大學合力研發,推動快速又準確的水稻品種檢查體系,不僅提升種子檢查量能,且可避免發生水稻品種混雜情況,為我國生產優質水稻把關。有新一代水稻種子品種辨識系統協助,更能確保農民即時拿到檢查報告,以優良的稻種更新使用,避免造成農務工作的延宕,同時提供全國消費者稻米品質來源的最佳保障!目前該機主要於種子檢查室單位使用,未來若產品化,亦可供應糧商、農會等負責收購水稻的單位,協助各單位把關。