在靜謐的深夜菜園裡，一閃一閃的紅色雷射光劃破黑暗，你似乎看到有小小的物體在雷射光發射後，墜落在地上。走近一看，原來是一隻隻肥大的飛蛾，躺在地上，一動也不動。這是一款日本正在研發的雷射殺蟲系統，它在不用農藥的情況下，制止貪吃的害蟲，救下人類的糧食。

糧食不足、農藥公害——人類需要新一代除蟲技術

根據聯合國糧食及農業組織的《2021 年全球糧食危機報告》顯示，2020 年世界約有 7.68 億人口陷入飢餓，全球面臨重度糧食不安全的人數，達到過去 5 年最多。自 2017 年報告首次發布以來，重度糧食不安全問題一直加劇。

《日經新聞》報導，全球的糧食生產有 16% 損失於害蟲，而農藥因為害蟲的抗藥性增加，逐漸失去效果，同時還造成公害。

根據台灣大學農業化學系王一雄介紹，農藥公害有 3 類：第 1 類是作業人員及鄰近人畜引起中毒；第 2 類其他生物如蜻蜓、螢火蟲、蝴蝶、蚯蚓、天敵及魚類中毒，破壞生態系統；第 3 類是農藥在環境中擴散、蓄積、殘留及生物濃縮等。為讓人類、生物與地球環境越來越健康乾淨，減用農藥為上策。

要在減少農藥公害的前提下增產糧食，我們需要一種環境友善的新滅蟲方式。

在農地上演星際大戰——用雷射擊斃飛蛾！

《日經新聞》報導，在日本農研機構總部（National Agriculture and Food Research Organization, NARO）領導害蟲防治的松村正哉博士（Dr. Masaya Matsumura），正研發一款環境友善、永續耕種的殺蟲方式——雷射攻擊系統。

該研究目前列出的 2 種可能害蟲目標，台灣農夫也非常熟悉，牠們是斜紋夜盜蛾（Spodoptera litura），以及秋行軍蟲（Fall armyworm）。

斜紋夜盜蛾的幼蟲愛吃很多東西，舉凡大部分瓜類、豆類、菜類、水果都會有牠的蹤跡。斜紋夜盜蛾的成蟲會產卵於葉子背面或較不易被日曬之處，卵成塊，每一卵塊最多可達 1500 粒，孵化後幼蟲四散，開始吃植物的葉子或較嫩部位，在一植株上有時可發現 6 到 10 隻幼蟲。

台灣菜田被斜紋夜盜蟲襲擊：

令台灣農夫聞之色變的秋行軍蟲原產於美洲，2016 年擴散至非洲，2018 年到亞洲，2019 年傳至中國與台灣。秋行軍蟲會影響 353 種植物，在台灣主要危害玉米、水稻、高梁、棉花、葫蘆科、茄科等。牠的繁殖力非常強，雌蛾每次產卵 100 到 200 顆，一生可產 1500 到 2000 顆卵。

2021 年秋行軍蟲成蟲在台灣的分佈：

秋行軍蟲長這樣：

害蟲長大後的蛾會飛，雷射系統如何追蹤？

雷射殺蟲的技術在世界上並不新鮮，日本這個系統的先進之處，在於用相機拍下昆蟲數張照片，以此決定將牠們擊落的位置。這個過程只會花 0.03 秒，但對於要射下移動的昆蟲來說，反應仍嫌過慢。

為了要克服這問題，研究者找出一個方法，可以預測飛蟲的飛行路徑。研究團隊將相機架設 2 個以上的鏡頭，也另設 1 個分離的影像感應器，以模擬雙眼觀看的視野。

飛蛾在 0.03 秒內可以飛行 6 到 9 公分。待偵測到牠的動作後，系統會預測即時的飛行路線，精準度在 1.4 公分以內，而一隻飛蛾的體長則為 2 到 3 公分，因此雷射光束擊中飛蛾的機率很高。

目前的模擬推測 1 束雷射在 1 分鐘內將可以掃除 3 百隻害蟲。該系統尚未進入實作階段，研究團隊會在今年測試，未來也可能搭配無人機，以提高效率。計畫於 2025 年商業化該產品。

雷射殺蟲系統模擬如何殺蟲：

雷射攻擊害蟲的技術，台灣也有

2019 年台灣的交通大學（現為陽明交通大學）光電學院教授陳顯禎在《科儀新知》發表一項雷射狙擊害蟲的研究文章〈精準雷射蟲害控制〉，該研究同樣為了減少農藥使用，結合單眼立體視覺、快速雷射掃描與智慧影像辨識等技術，開發出一套雷射病蟲害防治儀。

2020 年陳顯禎教授接受《微笑台灣》訪問，介紹他團隊研發的田間無人電動車，該電動車搭載的就是智慧光電雷射。

有別於上述日本的雷射直接擊落飛蛾，陳顯禎的雷射針對的是毛蟲；但也不是將之擊斃，而是用雷射「弄瞎蟲眼、劃傷觸角」，如此毛蟲看不見、聞不到，就會無法辨識葉片，停止進食而餓死。

若雷射過強，可能會傷害作物，也會耗太多能源。陳顯禎團隊的雷射系統可以調控功率，既不傷害作物，又可以用少少能量，達到阻止害蟲的目的。陳顯禎表示，照射 1 隻蟲身的雷射能量，可以用來破壞 100 隻蟲的眼睛與觸角。

要替代人工噴農藥、施肥、除草等的田間機器人，一台要價 50 萬元，一般農民恐難負擔；但是陳顯禎團隊的這台田間無人電動車成本僅 20 萬元，與人工噴藥除蟲相比，可省下 3 分之 1 的人力成本。

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原文出處：警報：糧食安全陷危機，但農藥不夠力！雷射新滅蟲，從田間打一場「友善環境」星際大戰