足球造型除草機器人 打造永續農業

JStories—— 在熊本縣阿蘇外輪山山腳下,以優美景觀聞名的阿蘇水掛梯田中,一個狀似足球的球體在稻田間來回滾動,將大量生長的雜草從泥中翻出清除。這是由熊本縣立大學、熊本高等專門學校等組成的聯盟,於今年5月進行的新型除草機器人實證實驗畫面,目的是讓農民負擔沉重的除草作業實現自動化。

對於因高齡化與人口外流而深受缺工之苦的稻農而言,水田除草已成為影響農業經營能否持續的重大負擔。在酷暑中長時間除草是繁重勞動,導致越來越多農民被迫放棄種稻。特別是位於陡坡、田地狹小且形狀不規則的梯田,與平地水田相比,常被形容為「勞力加倍、收成減半」,廢耕問題日益嚴重。

生長於水田的稗草等雜草會對稻米生長與產量造成重大影響,但在小型梯田與水田中,因有安全疑慮,大型或中型除草機械難以使用。這款不需人工操作即可除草的新型機器人,不僅能減輕梯田與小水田的作業負擔、提升安全性,也期望能為永續稻作農業做出貢獻。

目前水田的除草對策除了人工作業、除草機外,在水田飼養合鴨吃雜草的「合鴨農法」等也很普及。最近也出現攪拌水田泥土使水混濁、延緩雜草光合作用的「抑草機器人」。

相較之下,在熊本開發中的新型球體機器人特色在於具備除草功能,重量輕便於導入梯田等不規則地形的小水田,且使用成本低廉。球體直徑約26公分、重量約4公斤,預估單台機器人價格在1萬日圓左右。搭載無線充電系統,充電3小時可運作約6小時。

機器人透過球體內的輪子旋轉產生推進力。除草關鍵在於球體表面的圓形突起。外形讓人聯想到阿蘇火山口,具有攪拌水田泥土、清除雜草的功能,可依雜草種類或土壤性質選擇使用。該聯盟已於今年8月就這款球體機器人的外殼結構、材料及除草方法取得專利。

為了讓球體機器人能夠有效運作，水田需維持約10公分水深， 一般建議在插秧後約1週開始使用。透過在水田中攪拌滾動,妨礙稻米生長的稗草、鴨舌草等雜草會被翻攪浮起。該教授表示「機器人的行走對稻米生長和產量沒有影響」。

這款球體機器人是自主型,只要放在水田裡就能在無人看守下進行除草作業。不僅有助於減少除草劑等化學農藥的使用，推動有機稻作的發展，與導入大型農業機械相比，成本低廉許多，也能有效降低農民的經濟負擔。

松添教授指出：「從政府設定2050年前將有機農業面積擴大至25%(100萬公頃)的目標，在此趨勢下，人們正重新檢視不依賴化學方式、而是能夠降低農藥使用的物理性農作方法。為此,種植者也必須了解自家水田的特性,例如什麼時期哪個區域會長出什麼雜草等。」

「目前仍在實證實驗階段。透過運用配置可近距離無線通訊信標(beacon)的機器人控制系統,推動改良能在看不見的圍欄內更有效率移動的自主型機器人,目標3至5年後實用化。未來目標開發能沿著水流自主移動、跨越梯田高低差的機器人。」

該大學所主導的聯盟在推動智慧農業方面，除持續研發除草用球體機器人外，也同步展開栗子採收與運搬機器人的研發。導入該機器人後，栗子採收作業所需的人力可減少約65％。 在今年8月完成試驗性販售後，團隊將進一步改良產品，並預計於2026年8月推出具備電動輔助功能的手動式栗子採收與運搬機器人。

2025年6月於大阪・關西萬博展出了可用於水田作業的球體除草機器人，吸引了眾多參觀者的關注。 松添教授指出：「梯田保全日益困難的問題並非日本獨有。尤其在東南亞地區，許多國家同樣在類似地形的水田種植稻米，其中不乏未經開發的區域。期盼能將日本先進的農業技術推廣至鄰國。」

「守護中山間地區的農業（水田），不僅是培育稻米，更關乎地下水資源的保育，以及孕育多樣的水域生物連結。在氣候變遷持續加劇、豪雨與水災發生頻率增加的情況下，未來僅憑平地農地恐難滿足糧食供需。有鑒於此，亟需著眼於中山間地區梯田保育等永續農業建構，以因應長遠糧食供應的挑戰。」

撰文：大平誉子 | JStories

編輯：北松克朗 | JStories

首圖：熊本県立大学 提供

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