FBTUG-開源農業實驗提案設計

緣起

• FarmBot 相當適合做一些農業相關的開源研究
• 目前團隊需要更多農業場域的專家學者，給予我們方向，讓我們知道哪些實驗很重要，開放出來對大家很有幫助。
• 讓工程設計團隊能夠針對這樣的實驗設計，實現相對應的系統，讓實驗能真正進行

設計

• 社群公開徵選相關實驗設計，盡可能公開的決定進行的優先順序

優先採用相關原則

• 實驗設計需開放，資料需開放，相關程式碼也是開放
• 實驗設計者有承諾進行相關後續研究
• 對大眾有重要貢獻
• 實驗的實現對於工程來說，相對簡單，容易實驗
• 為提供機器的使用效率
  • 以此實驗，如果沒有這個機器與場域，將較難實施為優先考量
  • 初期以能同時進行的實驗為優先考量
  • 初期以短時間能夠完成的優先考量

進行步驟

• 4/8 前 - 公開徵選，讓社群夥伴表達想做的實驗，請夥伴將實驗設計草稿，發佈到社群
• 4/15 前，與熟悉農業的夥伴討論，同時讓工程團隊進行可行性分析與反饋，並進行修正
• 4/22 - 哈爸與 FarmBot 開源研究團討論，取得建議優先順序
• 4/27 - 起始團隊決議與公告
• 工程團隊會進行相關系統設計與實現，提供可實驗的設備與場域
• 提案設計者，會使用機器與系統，進行相關的研究，並於完成時，發布公開的研究報告，並提供實驗量測結果資料
• 6/27 - 前進行系統設計，調教與相關實驗準備。期間會先進行暖身實驗

提案方法

• 自入此共筆填寫，須附不含封面，最多五頁的簡報檔，以及三分鐘以內的影片
• 只需說明為何而戰，與實驗設計，預計會得到什麼實驗結果。不用 business plan, 後續效益等廢話

• 簡報與影片請自行上傳到此，請自建提案代號-提案名目錄
• 
  
• 提案列表
• [ 請自入 ]
• 
  

  提案代號	提案名稱	負責人（臉書）	相關說明	是否承諾進行後續研究	預計需執行時間	上傳狀態	哈爸建議
  FR-01		陳幸延					提案者希望與 FR-02, FR-03 合作，不提新的
  FR-02	不同的水量影響蔬菜生長?	Pamela Pei Yuan Chen		Y		初版已上傳	與負責人討論中
  FR-03	土壤含水率對種子出土率之影響	葉永銘	會接手分析，可提供種子等資材	Y		PPT
  FR-04	FarmBot導入的成本效益評估	林德全		Y		PPT	與提案者討論過，確定暫緩	https://drive.google.com/file/d/0B2bv384noEPddXRYcjRfSm9YajA/view?usp=sharing

提案步驟

1. 自入提案列表，填寫提案代號，提案名稱，負責人（臉書）
2. 準備上傳資料，與上傳。上傳資料，請儘量討論與取得反饋，於 4/8 前，皆可以修改。
3. 填寫提案列表的其他欄位
4. 於 4/8 前檢察哈爸建議，如有任何疑慮，用臉書與哈爸取得聯繫，進行討論

提案資格

• 無，誰都可以提
• 
  

提案範例

• FR-02:不同的水量影響蔬菜生長

提案相關資料

FR-03

• 文案
• 影片FR-03不同土壤含水量出土率試驗提案

實驗提案-意願表達報告

• 於 4/8 結束，收到 FR-02, FR-03，此兩提案進入工程分析討論階段

提案討論線上會議 - 第一次

時間：4/12 20:00-21:00

方式： Zoom 

Agenda:

5m ,  狀態說明與報告

20m , FR-02 報告與討論

20m , FR-03 報告與討論

15m, 其他討論

夥伴參與會議前請務必看過 FR-02, FR-03 投影片與影片，會議中不重複說明，直接進入關鍵報告與討論。相關資料 在此

工程夥伴，建議於事前在此提問，以順利會議進行

會議記錄

完成 FR-02, FR-03 相關說明與會前提問解說

以下為相關建議參考

FR-02

• 建議使用補足土壤含水率的方式
• 可能取消半自動變因
• NDVI 先存檔，起碼提供給後續參考
• 請提供感測器相關資訊
• 
  

FR-03

• 由工程夥伴決定育苗盤深度，然後選用
• 建議用 育苗土
• 
  

工程

• 先進行驗證，看土壤濕度控制的特性

會議提問區：

FR-02

• 預計蔬菜的大小，以目前 FarmBot 的種植區域，預計可以種幾個
  • 可能 30-40 個
• 蔬菜種類是否有排他性，相互影響生長?
  • 一般沒有排他性
• 不同地區，會有不同土質，是否在土壤有機質方面發展統一配方? (不使用化肥條件下)
  • Ref: http://www.fao.org/3/a-i6937e.pdf
• 日照問題是否為控制因子之一?

FR-03

• 有點不懂：完全逢機設計(CRD)或隨機完全區集設計(RCBD)，至少3重複
  • 請參考 田間試驗設計方法如下:
  • https://www.csie.ntu.edu.tw/~b7506039/html_plant/1.htm
  • http://www1.pu.edu.tw/~tfchen/design_fs/C5_CRD_RCBD.pdf
  • 兩者因為RCBD多設置區集而在機差自由度有差異，可參考http://farmer.iyard.org/stat/stat4.htm
  • 3 重複是做三次？
    • 前述連結田間試驗設計方法原文照抄: "重複( Replication)－欲提高試驗之精密度，增加重複次數為有效方法。" 
    •  所以3 重複是相同處理做3次，通常是同時間在不同的位置進行相同處理，而且是隨機排列，如果是同一個位置(同一試驗單位)取樣3次這樣會被稱"偽重複"(意指並非真實重複)，理論上重複越多越好，實際上重複越多操作上越繁複越累。
• 可否提供預計 育苗穴盤 的照片，工程上關心尺寸相關問題
  • 如後面敘述，土壤感測器需要多少空間及深度?
    • 如果使用這個，機構尺寸為 3.86 x 0.905 inches，可能需要深度 5cm
    • 如果使用這個，機構尺寸為  2.4in (6cm) x 0.8in (2cm) x 0.1in (0.3cm)，可能需要深度 3 cm
      • 目前使用一般的育苗穴盤可能無法達到深度 3 cm要求，目前打算使用5槽穴盤，規格長35*寬23 cm，深度約4.5 cm，槽寬5.5 cm(請看照片)
• 種子預計深度？
  • 一般種植深度是2~5 公分，這裡就2 公分。
• 可否在之後提供真實照片數張（出土前，剛出土，出土後兩天，雜草出土），讓影像辨識夥伴，事先研發確認相關程式
  • 可以，再另行準備，會放這裡(目前隨手拍拍，照的栽培介質均是荷蘭BVB育苗專用土)。
• (同FR-02問題) 不同地區，會有不同土質，是否在土壤有機質方面發展統一配方? (不使用化肥條件下)
  • Ref: http://www.fao.org/3/a-i6937e.pdf
    • 其實針對這篇由不同土壤或栽培管理對碳影響也是另一個研究面向。
  • 個人看法農業永續其一是就近取材，土壤有機質肥料方面配方很多擇一即可。試驗為降低土壤變異性一開始用市售統一規格的赤玉土或育苗土，單次試驗先以單一種介質或土壤為前提，先不使用肥料。

工程端會前建議 

1. 建議都使用相同的育苗盆(確認size/數量)
2. 如果空間夠, 或許可以切成一半, 前後做不同實驗.(待討論)
3. 須求設備:

•    UTM water device, 重新設計
•    流量計
•    土壤水份偵測計
•    (待補充)

  4. 實驗前的工程準備:

•    UTM water必須可以精準控制水量, 訂定水量控制(+/-)誤差值.
•    土壤水份偵測計可針對不同水量去測出土壤的含水量
•    根據育苗盆size, 規劃實驗空間座標.
•    (待補充)

Q&A

Q1:如果我有多個提案，可以嗎？

A: 可以的，請分開提案。提醒考慮，提案依序被執行時，是否還有足夠的資源，去完成承諾的後續研究

Q2: 一些實驗設計會需要用到影像辨識或機器學習，我又不會做，這樣能提案嗎？

A: 不用擔心，首先系統設計與實作是由工程單位進行，不需要您來實作。建議可先提出來溝通，工程團隊會先研究看看是否有可行性，如果不可行，會反饋來建議修改方式，總之，先想著做對的事情，先溝通即可。