酪農，是高度依賴經驗與勞力的產業，但在氣候變遷、工時限制與碳中和政策壓力下，也正迎來前所未有的轉型契機。
其中，清糞是乳牛場每日的例行作業，也是最費力、最令人頭痛的一環。糞尿堆積不僅影響牛隻行動與環境氣味，更可能成為疾病的溫床，直接衝擊乳質與產量。
「如果能以機器自動清潔，對農戶肩上的重擔可說是減輕一大半。」工研院中分院經理彭彥嘉指出，正是出於這樣的問題意識，工研院與農業部畜產試驗所共同啟動「乳牛畜舍清糞機器人」研發計畫，以國產設計導入智慧感測與移動平台技術，從臺灣畜舍實際需求出發，開發一款不需改建、不需複雜維護的地面清潔解決方案。
智慧導航與避障 自如進出狹窄牛舍
畜舍清潔需求並非臺灣酪農獨有，但不同於國外牧場多為寬敞開放式設計，臺灣農場多數空間狹小，且地面設有防滑溝槽與高低差，傳統清潔設備難以順利進出，因此要開發一台「能在臺灣牛舍裡工作的機器」，遠比想像困難。
彭彥嘉回憶研發之初，原以掃地機器人概念切入，卻發現牛舍地面濕滑、有溝槽、高低差明顯，許多現成機械設計無法順利移動，甚至還時常卡在角落動彈不得；另一方面，考量牛隻好奇，經常靠近干擾機器運作，更凸顯避障系統與安全設計的重要。
為此，團隊歷經多輪改版，特別設計低底盤、耐腐蝕材質與強吸力刮板組合，結合四輪驅動結構與搭配旋轉刷，確保在含糞水與泥漿的惡劣環境中仍能精準貼合地面弧度進行「刷、吸、刮」三合一清掃作業。
此外，研發團隊也考量牛舍空間有限，導航系統需要具備高精度規劃能力，避免撞擊欄位或牛隻。彭彥嘉進一步解釋，在導航系統方面，清糞機器人搭載高靈敏度LiDAR雷射掃描與超音波感測器，能建立精確場域地圖，自主規劃清潔路徑，同時也具備即時避障能力，當偵測到牛隻靠近或人員移動時，系統會自動暫停或改道，保障牛隻安全與現場秩序。
另一方面，為了能因地制宜，清糞機器人的運算核心也內建即時環境學習演算法，能依據場域變化，如牛隻位置、濕滑地面等，不斷修正行走路徑，確保清潔作業不中斷、不偏移、不遺漏。
自主充電與卸汙 全天運轉的智慧工班
相較於傳統清潔需由人力推動水管、掃具與汙物車輛，耗時費力，乳牛畜舍清糞機器人不僅配備「自動返航系統」，可在電量或汙槽達上限時，自主返回母艙執行補電、卸汙與刷頭清潔，其母艙設計還具備汙水處理槽與快速充電模組，讓清潔流程無需人工介入，實現真正「自營運」模式。
彭彥嘉進一步解釋，清糞機器人內建壓力與濕度感測器，能即時監測刷頭阻力與糞水量，避免機構故障或汙物溢出，確保運作安全性與環境整潔，「此外，清糞機器人也能24小時排程運作，農民只需在APP上設定頻率與區域，就能輕鬆管理整個牛舍衛生。」
經過實測發現，每台清糞機器人相當於2至3名工人每日工作時數，減少人力需求與操作疲勞，將可望紓緩酪農業高齡缺工壓力；也降低畜舍內氨氣濃度與異味堆積，提升整體牧場環境品質。
穩定乳質同時強化動物福祉
「牛舍乾淨了，酪農的眉頭就鬆了，」彭彥嘉說。牛隻的生產效率與健康密切相關，而這些往往從「腳下的土地」開始改變。研究指出，乾淨的牛舍可顯著降低乳房炎、蹄病、肺炎等疾病發生率，並有助提升乳質穩定與牛隻情緒，清糞機器人不僅能解決缺工問題，更是實現動物福祉與預防性管理的第一步。
目前，乳牛畜舍清糞機器人已在屏東、彰化等地由酪農試用導入，初步反應相當熱烈，預計未來2年內進入全臺主力牧場，讓「科技下田、機器入舍」成為可行的產業日常，也期待這一台貼地前行的機器，能成為臺灣酪農業邁向智慧與永續的第一步。
