拍照即診:手機AI結合分子鑑定的可可亞病害普惠篩檢平台
B 智慧治理
- 申請編號
- 80
- 隊名
- 可可醫生/Cacao Doctor
- 聯絡人
- kuantingHsin ・0922522175 ・kuantinghsin@mail.npust.edu.tw
AI 輔助評估
摘要
以手機拍攝可可亞葉片由AI初篩病害,再以PCR/定序確認病原,於屏東農場建置免費篩檢平台。
實質空洞
否
— 技術與期程具體
卡詞
否
治理樣板
否
既有作品
提案自述可可研究線已獲高教深耕補助、技術棧已於茶樹驗證、已有700張影像,非新起;網路無公開佐證
類似前案(有沒有別人做過)
手機AI可可病害辨識已有Cocoa Companion(2022)及菲律賓cacao app(2026);本案僅加PCR驗證迴圈,屬改良
性別影響
全文未觸及性別;女性及高齡農民的手機使用與田間分工差異未考量,計畫主持人皆男性。
DEI
自稱普惠但僅一家巧克力工坊為場域;無網路、不諳中文介面的高齡農民與移工被排除,PCR費用誰付未說明。
STS·社會影響
以AI「客觀」取代農民經驗恐去技能化;誤判致農藥誤用、賽後維運與檢測量能無規劃;與所選許願不符,且已獲深耕計畫卻稱未申請政府預算。
AI 使用
僅700張單一農場影像且類別失衡,卻借茶樹F1 0.99宣稱可行;已有vs.待採集資料前後矛盾;PCR與Nanopore說法不一;未揭露撰寫是否用生成式AI。
資安隱私
葉片照含EXIF/GPS可定位農場並暴露病害狀態,影響商譽與交易;影像所有權、同意、保存期限及Streamlit公開部署安全皆未提。
初審
| 總分 | 可行性 | 社會影響力 | 創新性 | 提案團隊多元性 | 資料治理思維 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.83 | 1 | 1 | 0 | 3 | 2 |
評語
自述已受教育部高教深耕計畫支持,非黑客松範圍。可可亞在台灣種植量少,效益不高。照片數太少難以訓練模型。
筆記
只是想把兩篇菲律賓可可亞病害AI辨識論文落地。
初審會議筆記
(無)
工作坊
筆記
(無)
決審
| 總分 | 可行性 | 社會影響力 | 創新性 | 實作進程驗證 |
|---|---|---|---|---|
| (無) | (無) | (無) | (無) | (無) |
入選
否
評語
(無)
筆記
(無)
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壹、隊名及題目
一、隊名
可可醫生/Cacao Doctor
二、題目
拍照即診:手機AI結合分子鑑定的可可亞病害普惠篩檢平台
三、提案對應之徵件構面
智慧治理
四、團隊要解決的問題?
氣候變遷對農業生產帶來多重挑戰,高溫、高濕及極端氣候可能改變病原菌的發生與傳播模式,增加作物病害風險。屏東為臺灣可可亞主要產區,可可亞栽培過程中經常受到真菌及其他病原微生物感染,造成葉片受損、生長不良及產量下降。因此,本研究預計建立AI葉片影像病害辨識系統,透過實際農場採集健康與染病葉片影像,建立在地化病徵資料庫,並利用人工智慧進行模型訓練,辨識健康與染病葉片的影像特徵差異,以達到病害早期篩檢的目的。此外,針對疑似染病葉片,將進一步利用PCR分子鑑定技術確認可能的真菌種類,並檢測潛在的病毒或細菌感染。透過「AI影像初篩+分子診斷確認」的整合模式,可提升病害辨識的效率與準確性,協助農民及早進行病害管理、降低生產損失。未來此系統可進一步應用於芒果、蓮霧等重要經濟果樹,建立智慧化病害監測與預警模式,提升臺灣農業面對氣候變遷及新興病害的韌性。
五、本提案是否屬於尚未進行、且尚未成立標案、未申請政府相關預算之計畫,階段性計畫亦同
是
六、前題若選否,請敘明招標機關、計畫名稱、計畫工作內容與本次精進內容
貳、聯絡人資訊
聯絡人姓名
kuantingHsin
聯絡人電話
0922522175
電子信箱(Email)
kuantinghsin@mail.npust.edu.tw
參、提案內容說明
一、可行性
(一)已有隊員人數(含聯絡人)
10
(二)團隊成員及任務分工?
(三)參賽隊員中是否有「歷屆獲獎團隊或初審入選者」?
否
(四)參賽隊員中是否有其他之獲獎證明?
否
(五)請說明您的提案「已使用」哪些相關資料?
政府開放資料:無
自備資料:自行拍攝可可亞葉片資料庫,包含健康與染病葉片用於AI模型訓練。照片數健康葉片為200張,染病葉片500張
(六)請說明您的提案「後續驗證期間」預計使用哪些相關資料?
政府開放資料:無
自備資料:由現場搜集的染病葉片透過PCR方式確立染病病原並對應到葉片病徵。未來現場拍攝即可獲得可信病菌資訊
(七)除了上述資料外,是否有需要哪些機關的未開放資料?
否,沒有其他機關的未開放資料需求
(八)針對上述(欄位(五~七))之資料預計應用方式?
本提案預計以屏東地區可可亞農場作為主要實證與落地場域,透過與在地農民及可可亞產業相關單位合作,實際蒐集健康與染病可可亞葉片影像,建立符合屏東栽培環境的在地化病害影像資料庫,並於農場進行AI影像辨識系統的實地測試與驗證。同時,針對疑似染病樣本搭配PCR分子檢測,確認真菌、細菌或病毒等潛在病原,以持續提升AI模型的辨識準確度。
(九)請說明提案預計實證及落地場域為何,如在中央或地方機關、產業或NPO/NGO等,如何導入公共服務運作?
考量智慧型手機於農村地區的普及性及本計畫之社會公益目標,未來將朝向建置手機可使用且免費的病害辨識服務,讓農民可直接拍攝可可亞葉片,快速取得健康狀態或疑似病害的初步判讀結果,降低農民使用智慧農業技術的門檻。系統亦可作為農民、農業推廣人員與研究單位之間的資訊交流平台,將田間病害影像轉化為可持續累積的監測資料。未來可進一步與地方農政單位、農民團體及相關產業合作,導入病害監測與農業推廣服務,形成「農場影像回報、AI快速辨識、分子檢測驗證、病害資訊回饋」的公共服務模式,提升屏東可可亞產業面對氣候變遷與新興病害的農業韌性,並作為未來推廣至其他經濟作物的重要示範場域。
(十)請說明提案實作期程規劃 (入選後至決審期間)?
本計畫分三階段完成可可亞葉片AI影像辨識模型建置與病原分子鑑定。第一階段於9月完成基礎資料建置,預計9月中旬前於屏東可可亞農場採集至少200張健康葉片及500張染病葉片影像,經分類、標註及前處理後,導入AI模組進行初步訓練與測試;同步採集代表性病葉,進行DNA萃取、PCR及真菌病原鑑定,建立病徵與病原的初步關聯。
第二階段於10月持續擴增不同病徵影像,優先補充模型易誤判樣本,透過訓練、驗證及參數調整提升辨識準確度;分子檢測則擴大至真菌、病毒及細菌,逐步建立病害資料庫。
第三階段於11月決審前完成模型整合與穩定性測試,利用未參與訓練的新田間影像進行驗證。最終整合「手機葉片影像辨識、AI病害初篩及PCR病原確認」流程,完成可於屏東可可亞農場實地展示與驗證的系統雛型,作為決審展示及後續推廣應用基礎。
二、社會影響力
(一)請說明您的具體解決方案?
本計畫針對氣候變遷下作物病害風險增加,以及農民難以快速、準確辨識病害的問題,提出「AI葉片影像辨識+PCR病原鑑定」雙軌解決方案。首先,以屏東可可亞農場為實證場域,系統性蒐集健康與不同病徵葉片照片,建立在地化影像資料庫,透過影像標註及AI模型訓練,學習健康與染病葉片的特徵差異。未來農民僅需利用手機拍攝葉片,即可由AI快速判斷健康狀態與疑似病害,達到低成本、非破壞性且即時的田間初篩。
其次,針對疑似染病葉片進行DNA/RNA萃取與PCR檢測,鑑定真菌、細菌及潛在病毒,將分子檢測結果回饋至影像資料庫,逐步建立「病徵影像—病原種類」的對應關係,提升AI判讀的可信度。整體系統形成「手機拍照→AI快速初篩→高風險樣本PCR確認→結果回饋AI模型」的循環架構。
本計畫將以免費、易操作的手機應用為發展方向,降低小農導入智慧農業的技術與成本門檻。未來可藉由新增影像與病原資料,將模式擴展至芒果、蓮霧等經濟作
(二)提案是否回應公民許願池 ?
是
(三)前題若選是,請點選回應之願望名稱
智慧治理 希望農民在種下作物之前就能知道未來會不會賺錢
(四)請說明您認為本次提案內容可帶來的影響與效益?
本專案以「AI影像辨識+PCR病原鑑定」建立可可亞病害早期偵測模式,預期可產生農業、社會與科技應用等多面向效益。在社會影響力方面,考量智慧型手機的普及性,系統將朝免費提供農民使用的方向發展,讓農民透過手機拍攝葉片即可進行初步病害判讀,降低導入智慧農業技術的成本與數位門檻,並強化研究單位與在地農民的合作。
在農業效益方面,透過AI快速辨識健康與疑似染病葉片,再搭配PCR確認真菌、細菌或病毒等病原,可縮短傳統依賴人工經驗判斷的時間,使農民及早發現病害並採取適當管理措施,降低病害擴散、農藥使用與產量損失。同時,持續累積的田間影像與病原資料,可建立屏東可可亞在地化病害資料庫,作為未來病害預警與防治的重要基礎。
(五)請說明本提案是否具備可複製性及擴散性?
本系統採模組化概念建置,未來可藉由增加不同作物的健康與病害影像重新訓練模型,逐步擴展至芒果、木瓜等臺灣重要經濟作物,並與地方政府、農民團體及農業推廣單位合作,形成可複製、可擴充的智慧病害監測模式,提升臺灣農業面對氣候變遷與新興病害的整體韌性。
三、創新性
(一)請說明本次提案內容跨領域合作或服務與技術之創新程度
傳統可可亞病害判斷多仰賴農民或專業人員的田間經驗,容易受到病徵相似、判讀者經驗差異及病害發展階段影響,且僅由外觀往往難以確認實際病原。本提案的核心創新在於整合農業植病、AI影像辨識與分子生物技術,建立「AI快速篩檢、分子技術精準鑑定」的跨領域病害診斷模式。
首先,蒐集屏東可可亞農場健康與染病葉片影像,透過AI模型學習葉片病徵特徵,使農民可利用手機拍照進行快速、客觀且低成本的初步判讀,降低對個人經驗的依賴。其次,針對疑似染病樣本,以PCR技術鑑定真菌、細菌及病毒等潛在病原,並將分子鑑定結果與葉片影像連結,建立具「病原實證資訊」的AI訓練資料庫。
相較於單純影像辨識,本提案透過分子證據持續校正AI模型,使系統由「辨識病徵」進一步朝向「預測可能病原」發展。此模式兼具快速篩檢、科學驗證與持續學習能力,未來更可複製至其他經濟作物,具高度跨領域整合與農業應用創新性。
(二)請說明提案預計使用之工具或平台?
本提案以屏東科技大學既有智慧病害辨識研發能量為基礎,採用已於姊妹計畫(番荔枝、茶樹病蟲害辨識)完成整合驗證的技術棧。影像端以 SegFormer-B2 語意分割模型標定病斑位置與面積,並以 PatchCore 非監督異常偵測(Wide-ResNet-50 特徵骨幹)辨識未知或新興病徵,搭配 FAISS 相似病例檢索提供歷史案例佐證;標註使用 LabelMe,模型以 PyTorch/Hugging Face Transformers 訓練。前端以 Streamlit 建置手機可直接操作之田間即拍即判介面,並整合 EXIF/GPS/季節等多模態情境資訊。取像以智慧型手機(12MP 以上)為主、OAK-D Pro 深度相機作車載巡檢輔助。分子端以 Nanopore 長讀定序(NGS)為病原鑑定金標準,與影像資料庫連結建立「病徵—病原」對應。上述工具可自屏科姊妹系統直接移轉至可可亞,降低開發風險。
(三)是否有使用AI工具?
是
(四)前題若選是,請詳實說明提案階段使用 AI 工具之名稱、使用功能及目的與範圍
本提案於「解決方案本體」與「開發流程」兩層皆使用 AI 工具。解決方案核心即為 AI 模型:SegFormer-B2 語意分割+PatchCore 異常偵測+FAISS 檢索構成之多模型辨識引擎,並以信心度校準與拒判機制(信心不足者轉專家或分子檢測覆核)確保可靠,並以 AI 輔助預標註縮短人工標註工時。上述技術棧已於本團隊姊妹作物(茶樹)達到影像級病害辨識 F1 約 0.99 之實證水準,並具備病斑嚴重度(早/中/晚期)自動分級能力,證明此路線在地化可行;可可亞病害辨識模型將以相同流程建置與精進。此外,本可可亞研究線已獲教育部高教深耕計畫支持,並與工業技術研究院半導體邊緣視覺人才案協作,具備資源槓桿與跨域落地基礎。
四、團隊輔導需求調查
(一)若入圍初選,期待主辦單位提供之協助?
協助調整作品架構及服務模式
協助確認應用場域可行性
專門領域諮詢建議: 分子病原鑑定/邊緣 AI 部署
(二)若入圍初選,是否需要算力平台或雲端協力業者資源?
是
(三)前題若選是,請說明需要何種算力平台(係指數位發展部數位產業署-數位產業跨域軟體基盤暨數位服務躍升計畫)或雲端協力業者(GCP或AWS或Azure或國網中心)之資源及預計應用內容
國網中心:(應用內容:(1)影像模型訓練與交叉驗證——SegFormer-B2 與 PatchCore 於數千張高解析(1024×1024)葉片影像進行5 折分層交叉驗證與多作物比較,需 A100/H100 級 GPU 將訓練調參由數日縮短至數小時;(2)Nanopore 長讀定序生物資訊運算——basecalling(GPU 加速)、序列組裝與病原比對,需 GPU 及大記憶體節點;(3)邊緣部署最佳化——模型量化、知識蒸餾與延遲/記憶體驗證,供手機與 OAK-D Pro 即時推論。)
五、參考文獻或資料引用來源說明
(一)提案內容是否全為原創內容,或有部分引用相關資料來源?
是,全為原創內容無引用。
(二)前題若選否,請說明本提案中所引用之資料來源及其應用環節,建議以條列方式簡述。
團隊成員
| 單位類型 | 姓名 | 單位與職稱 | 工作項目 |
|---|---|---|---|
| 學校 | 辛冠霆 | 屏東科技大學 熱帶農業暨國際合作系 助理教授 | 主要提案單位 |
| 學校 | 林皇辰 | 屏東科技大學 資訊管理系 助理教授 | 主要提案單位 |
| 學校 | 劉天健 | 屏東科技大學 資訊管理系 碩士生 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 蔡愷宸 | 屏東科技大學 資訊管理系 碩士生 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 林紹綸 | 屏東科技大學 資訊管理系 碩士生 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 巫元文 | 屏東科技大學 資訊管理系 碩士生 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 方嘉翊 | 屏東科技大學 熱帶農業暨國際合作系 大學部 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 林宜芬 | 屏東科技大學 熱帶農業暨國際合作系 大學部 | 技術/資源協助 |
| 學校 | 潘玟琳(Lynthia Verline Pierre) | 屏東科技大學 熱帶農業暨國際合作系 大學部 | 技術/資源協助 |
| 民間單位與個人 | 鐘孝勇 | 可可雅米巧克力工坊 負責人 | 落地/實驗場域單位(確定合作) |
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