2026年3月15日 星期日

[水井USR] 用Gemini實作水井USR智慧養殖雲端AI專家系統

 範例一:簡易提問

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import os
from google import genai

api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")

if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GEMINI_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)


# Prompt text
prompt = '''水溫31°C 溶氧3.5 mg/L 養殖建議需要打開水車, 請用繁中文回答'''

# Generate text
response = client.models.generate_content(
    model="gemini-2.5-flash",
    contents=prompt
)

# Print the output
print(response.text)

執行結果:
針對水溫31°C且溶氧僅有3.5 mg/L的情況,強烈建議您**立即打開水車 (或所有可用的增氧設備)**。

**原因如下:**

1.  **溶氧量過低:**
    *   正常健康的養殖水體,溶氧量應維持在**5 mg/L以上**,理想狀態是6 mg/L以上。
    *   3.5 mg/L 對大多數養殖生物來說已是「缺氧」或「嚴重低氧」狀態。
    *   在這個水平下,養殖生物會感到嚴重緊迫,影響其生理機能。

2.  **高水溫加劇問題:**
    *   水溫31°C屬於高溫,會導致:
        *   **水體溶氧能力下降:** 溫水本身能溶解的氧氣量就比冷水少。
        *   **養殖生物耗氧量增加:** 高溫會加速魚蝦等水生動物的新陳代謝,使其對氧氣的需求量大幅增加。
    *   因此,3.5 mg/L在高水溫下,其危害程度遠比在低水溫下更為嚴重。

**可能導致的後果:**

*   養殖生物產生嚴重緊迫、活動力下降。
*   食慾不振,生長遲緩。
*   免疫力下降,容易感染疾病。
*   出現「浮頭」現象 (魚蝦浮到水面呼吸)。
*   嚴重時將導致**大量死亡**,造成重大經濟損失。

**建議處理措施:**

1.  **立即啟動所有可用的水車或增氧設備**,以迅速增加水體溶氧量,並促進水體循環。
2.  **密切觀察**養殖生物的反應,並**持續監測**溶氧數據,直到溶氧量回升至安全水平 (例如5 mg/L以上)。
3.  如果現有的水車不足以應付,可能需要考慮**增加增氧設備的數量或提升其效率**。
4.  同時,檢查是否有**過度投餵、水質惡化(有機物過多)或藻類大量繁殖(夜間耗氧)**等加劇缺氧問題的因素,並加以處理。

總之,水溫31°C、溶氧3.5 mg/L是非常危險的組合,必須**立即採取增氧措施**。

範例二、以專家方式提問

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import os
from google import genai

api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")

if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GEMINI_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)


# Prompt text
prompt = '''你是一位台灣水產養殖專家,專長文蛤養殖管理。

文蛤養殖水質建議範圍:
水溫:20–30°C
溶氧:≥4 mg/L
pH:7.5–8.5
鹽度:15–30 ppt

目前養殖池感測資料:
水溫:31°C
溶氧:3.5 mg/L
pH:7.8
鹽度:28 ppt

請分析目前養殖狀況並提供:
1. 水質是否異常
2. 可能風險
3. 建議管理措施

請用繁體中文回答'''

# Generate text
response = client.models.generate_content(
    model="gemini-2.5-flash",
    contents=prompt
)

# Print the output
print(response.text)

執行結果:
您好,我是台灣的水產養殖專家,專長文蛤養殖管理。根據您提供的文蛤養殖水質建議範圍與目前的感測數據,以下是我的分析與建議:

---

### **1. 水質是否異常**

根據您提供的資料,目前養殖池的水質有以下異常狀況:

*   **水溫:異常 (偏高)**
    *   建議範圍:20–30°C
    *   目前數據:31°C
    *   分析:目前水溫已超過建議上限,屬於偏高。
*   **溶氧:異常 (偏低)**
    *   建議範圍:≥4 mg/L
    *   目前數據:3.5 mg/L
    *   分析:目前溶氧量低於建議下限,屬於不足。
*   **pH:正常**
    *   建議範圍:7.5–8.5
    *   目前數據:7.8
    *   分析:pH值在建議範圍內,狀況良好。
*   **鹽度:正常**
    *   建議範圍:15–30 ppt
    *   目前數據:28 ppt
    *   分析:鹽度在建議範圍內,狀況良好。

**總結:** 目前養殖池主要問題是 **水溫過高** 且 **溶氧不足**。

---

### **2. 可能風險**

水溫過高與溶氧不足是文蛤養殖中非常危險的組合,可能導致以下嚴重風險:

*   **生理壓力與攝食受阻:**
    *   高水溫會加速文蛤的新陳代謝,使其消耗更多能量,處於生理緊迫狀態。
    *   低溶氧會導致文蛤呼吸困難,降低活動力與攝食效率,長期會影響其生長與肥滿度,甚至閉殼不活動。
*   **免疫力下降與疾病爆發:**
    *   文蛤長期處於高溫低氧的緊迫環境,其免疫系統會受到抑制,對病原體的抵抗力下降,增加感染疾病的風險。
*   **育成率降低與急性死亡:**
    *   嚴重的低溶氧會直接導致文蛤窒息死亡。高水溫同時會降低水體溶氧能力,使得文蛤更容易因缺氧而死亡,可能導致文蛤大量浮頭或死亡,育成率大幅下降。
*   **藻相不穩定與水質惡化:**
    *   高水溫也可能導致養殖池中藻類種類變化,一些有害藻類(如藍綠藻)在高溫下容易繁殖,進一步影響水質和文蛤健康。
    *   文蛤因緊迫而攝食率下降,水中有機物無法有效被利用,可能導致水質進一步惡化,形成惡性循環。

---

### **3. 建議管理措施**

面對目前水溫偏高與溶氧不足的狀況,應立即採取以下管理措施:

1.  **立即改善溶氧狀況:**
    *   **啟動水車或增氧設備:** 應立即全天候開啟水車、葉輪式增氧機或鼓風機,以最大功率運轉,迅速增加水體溶氧量,直到溶氧恢復到至少 4 mg/L 以上。
    *   **適度換水:** 若有充足且水溫較低、溶氧較高的水源,可考慮逐步換入新鮮海水。建議在夜間或清晨時段進行換水,每次換水量不宜過大 (例如 1/3~1/4 池水),並注意新舊水溫差不宜超過 2°C,避免造成文蛤更大的緊迫。
    *   **減少有機負荷:** 檢查池中是否有過多的殘餌、死亡藻類或死亡生物,應及時清除,以減少水中有機物的分解耗氧。

2.  **執行降溫措施:**
    *   **增加水深:** 若可行,適度提高養殖池水深(例如增加 10-20 公分),較深的水體有助於穩定水溫,減緩升溫速度。
    *   **遮陽措施:** 若為較小的養殖池,可考慮在池面上架設遮陽網或帆布,減少陽光直射,有助於降低水溫。
    *   **換水降溫:** 如前所述,若新水源水溫較低,換水也能起到一定的降溫效果。

3.  **密切監測與調整:**
    *   **加強水質監測頻率:** 在此異常期間,每日至少早、中、晚各測量一次水溫和溶氧,密切追蹤改善效果。
    *   **觀察文蛤活動狀況:** 隨時觀察文蛤的行為,例如是否有開殼攝食、是否有閉殼不活動、是否有浮頭(雖然文蛤不浮頭,但活動力會顯著下降)或異常死亡的情形。
    *   **評估養殖密度:** 若高溫低氧狀況持續且難以改善,應評估目前養殖密度是否過高。未來在放養前,需更精確評估環境承載力,適度降低放養密度,以提高抗逆境能力。

4.  **改善池底環境:**
    *   健康的底泥對於文蛤生長至關重要。可以考慮施用有益微生物製劑(如光合菌、硝化菌),幫助分解底泥有機物,穩定水質並減少底泥耗氧。

這些措施應同時進行,並持續觀察文蛤的反應和水質變化,以確保養殖狀況能夠迅速恢復穩定。高溫和低溶氧是導致文蛤養殖失敗的常見原因,務必嚴陣以待。

範例三、給予文蛤最佳養殖條件的提示詞

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import os
from google import genai

api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")

if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GEMINI_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)


# Prompt text
prompt = '''你是一個智慧養殖 AI 助手,負責分析文蛤養殖池的水質資料。

文蛤最佳養殖條件:
水溫:20–30°C
溶氧:≥4 mg/L
pH:7.5–8.5
鹽度:15–30 ppt

目前感測資料:
水溫:31°C
溶氧:3.5 mg/L
pH:7.1
鹽度:12 ppt

請完成以下任務:
1. 判斷水質是否正常
2. 評估缺氧風險
3. 提供三項管理建議
4. 回覆需簡潔並適合養殖戶閱讀

請用繁體中文回答'''

# Generate text
response = client.models.generate_content(
    model="gemini-2.5-flash",
    contents=prompt
)

# Print the output
print(response.text)

執行結果:
養殖戶您好,根據您提供的文蛤養殖池水質資料,分析結果如下:

1.  **水質狀況判斷:**
    目前水質狀況異常,所有指標皆偏離文蛤最佳養殖條件。
    *   **水溫:** 31°C (偏高,最佳為 20-30°C)
    *   **溶氧:** 3.5 mg/L (偏低,最佳為 ≥4 mg/L)
    *   **pH:** 7.1 (偏低,最佳為 7.5-8.5)
    *   **鹽度:** 12 ppt (偏低,最佳為 15-30 ppt)

2.  **缺氧風險評估:**
    溶氧量已低於最佳範圍(3.5 mg/L < 4 mg/L),文蛤存在明顯缺氧風險,請務必留意。

3.  **三項管理建議:**
    *   **立即增氧:** 啟動增氧設備,快速提升溶氧量至安全範圍,減緩文蛤緊迫。
    *   **調整鹽度與pH:** 評估引進較高鹽度且水質良好的水源進行換水;同時可考慮適量施用生石灰或碳酸鈣,逐步提升池水pH值。
    *   **高溫降溫:** 在高溫時段,可考慮增加水深或設置遮陽網,幫助降低水溫,減少文蛤熱緊迫。

範例四:

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import os
from google import genai

api_key = os.environ.get("GOOGLE_API_KEY")

if not api_key:
    raise ValueError("請先設定 GEMINI_API_KEY 環境變數")

client = genai.Client(api_key=api_key)


# Prompt text
prompt = '''你是一個智慧養殖 AI 助手,負責分析文蛤養殖池的水質資料。

文蛤最佳養殖條件:
水溫:20–30°C
溶氧:≥4 mg/L
pH:7.5–8.5
鹽度:15–30 ppt

過去6小時水質變化:

時間    溫度   溶氧
10:00   29    5.0
12:00   30    4.2
14:00   31    3.5

請完成以下任務:
1. 判斷水質是否正常
2. 評估缺氧風險
3. 提供三項管理建議
4. 回覆需簡潔並適合養殖戶閱讀

請用繁體中文回答'''

# Generate text
response = client.models.generate_content(
    model="gemini-2.5-flash",
    contents=prompt
)

# Print the output
print(response.text)

執行結果:
養殖戶您好,根據您提供的文蛤養殖池水質數據,分析與建議如下:

1.  **水質狀況判斷:**
    *   **水質已偏離正常。** 截至14:00,水溫已達31°C,超出文蛤最佳養殖溫度上限(30°C);同時,溶氧量為3.5 mg/L,已低於最佳標準(≥4 mg/L)。

2.  **缺氧風險評估:**
    *   **缺氧風險高。** 溶氧量在短短4小時內從5.0 mg/L迅速下降至3.5 mg/L,且目前已處於缺氧邊緣。持續高溫會進一步降低水中溶氧能力,若不立即處理,將嚴重影響文蛤健康。

3.  **管理建議:**
    *   **立即增氧:** 請立即啟動水車或增氧設備,全力增加池水溶氧量,目標盡快恢復到4 mg/L以上。
    *   **降溫處理:** 考慮採取遮陽措施或適量換入較涼的水體,以降低池水溫度,緩解高溫對文蛤的壓力並有助於提高溶氧。
    *   **密切監測:** 建議每1-2小時再次測量溶氧和溫度,並觀察文蛤活動狀況。若有pH和鹽度測試條件,也請一併監測,以掌握全面水質狀況。

請務必立即採取行動,確保文蛤健康。

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