撰文／梁雯晶
物聯網（IoT）應用逐漸普及，根據麥肯錫全球報告預估，至 2025 年全球物聯網將創造 3.9 兆至 11.1 兆美元的產值，其中環境治理相關應用每年估計有 7,000 億元的市場。環保署與工研院合作建置環境品質感測物聯網，監測並分析空氣與水質，守護環境的同時，也點亮臺灣環境物聯網的商機。陽光、空氣、水，是生命三大元素，現代產業及經濟發展規模愈趨複雜龐大，對環境造成的影響也隨之增加；而環境意識興起，民眾對環境加諸於健康的影響益加關注，空氣品質的即時監測與預測，成為氣象預報外，每日必備的生活資訊。為了解空氣品質，廣布監測設備是最有效收集數據，以便對症下藥的方式。然而，傳統空品監測設備普遍體積龐大、價格高昂，難以提升數量、擴大布建據點，成效頗受限制。
為了達成即時監測，適時改善的目標，環保署自 2017 年開始與工研院合作，結合 AI 人工智慧、感測器、大數據等智慧科技，研發感測裝置及技術，建置臺灣環境品質感測物聯網。行政院環境保護署副署長蔡鴻德表示，透過工研院研發空氣品質感測器，建立創新環境物聯網智慧治理模式，加上環保署、地方環保局的合作，運用 AI 精確分析異常熱區，作為環保稽查決策參考，可充分提升執法精準度，也降低人員負擔。工研院綠能與環境研究所所長王人謙也指出，工研院的「環境物聯網汙染溯源及預測技術」首創兩個全球第一：空品感測器已在全臺建置達 8,300 點，高密度布建創下紀錄；藉著即時網路傳輸、大數據分析與 AI 人工智慧，將微型空氣品質感測器收集的資料，運用在即時異常氣體排放示警、追蹤異常熱區、預測空氣品質變化的應用服務，成功打造出全球第一個智慧城市環境治理與溯源平台，提升智慧環境治理效能。
優異的智慧環境治理效益，已受到許多國家高度矚目，紛紛向臺灣探詢合作可能性。今年 8 月，工研院與韓國富川市簽定合作議向書，與富川市分享相關設備及技術應用，協助其提升空氣品質。韓國富川市長張德天（Jang Deog-Cheon）表示，韓國霧霾問題嚴重，希望透過這套設備與技術，為市民打造舒適的都市環境，也盼透過大數據的收集與應用，強化地方特有產業及文化的競爭力。該環境物聯網技術，目前也推廣至挪威、印度、泰國等 7 個國家，攜手臺灣產業進軍國際市場。
有了空氣品質物聯網的成功經驗，環境感測物聯網也進一步推展到水資源的監測領域。過去要掌握水質數據的變化，得仰賴人工採樣、送樣，不僅耗時費力，監測不易，無法即時滿足環境治理需求。
工研院、環保署與新竹市政府於日前宣布，攜手全臺縣市環保局共同啟動「臺灣智慧水聯網」，結合 5G 資通訊、AI 人工智慧技術，以固定式、移動式、手持式 3 項水質感測器，進行全天候監測，即時分析並掌握水質變化，大幅減輕採檢人力負擔。
新竹市副市長沈慧虹表示，環保署與工研院研發智慧水質感測系統，在 2019 年與新竹市合作，完成 22 處水質感測器之布建，建構水質感測網，透過智慧雲端系統讓市府能隨時掌握轄內水質變化、把關水體用水安全。
工研院副院長彭裕民提到此次研發的挑戰，過去感測器很難精準判斷汙染源，工研院領先世界開發出檢測重金屬銅離子的技術，也針對不同的情境及需求，研發固定式、移動式、手持式 3 款感測器，讓水質檢測更加全面。
工研院材料與化工研究所組長梁德明也表示，工研院自主研發的水質感測器，體積小、分析快速、高精確度、耐用性佳、操作簡單、設置費用低，且具無線數據傳輸與物聯網功能，適用於大量布建。
智慧水聯網運用 AI 人工智慧與大數據分析，產生運算模型，除了協助公部門執法、改善水資源環境之外，也能加速國內智慧感測與雲端服務產業發展，建立新興水處理服務商業模式，為產業科技加值，進而有效輸出相關技術與服務至國外市場，提升產業競爭力。
轉載自《工業技術與資訊》月刊第 344 期 2020 年 9 月號，未經授權不得轉載。