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Creation of a pest security platform for wide-area facility horticulture using a cloud-based acoustic identification method

Research Project

Project/Area Number 18K19245
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

MIZUTANI Koichi  筑波大学, システム情報系, 研究員 (50241790)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 海老原 格  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)
久保田 健嗣  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中日本農業研究センター, 上級研究員 (80414796)
石井 雅久  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, グループ長補佐 (10343766)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsコナジラミ類 / バイオタイプ / 発生音 / 深層学習 / デジタルトランスフォーメーション / 植物保護 / クラウド / プラットホーム / コナジラミ / 音響 / 識別法 / 識別 / スマート農業
Outline of Final Research Achievements

For the purpose of researching "Creation of a wide-area facility horticultural pest security platform using cloud-type acoustic identification method", (I) construction of core technology, (II) system implementation, (III) empirical research at horticultural facilities It was carried out for 4 years (extended by 1 year by COVID19). (I) Confirm the relationship between the communication sound of whiteflies and mating behavior, (II) build a system to acquire minute sounds of whiteflies even outdoors by prototyping a small soundproof box, and (III) We identified species and biotypes of whiteflies using a deep learning. Although it was not possible to carry out a comparative study with the conventional method in the horticultural facility that was originally planned due to the influence of COVID19, it is considered that the purpose of the study could be achieved.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

【学術的意義】として、①微小音を検出する近接マイクロフォン技術、②微小信号を高S/N比で抽出する信号処理技術、③音の振幅-時間情報を周波数スペクトル-時間の2次元画像情報として取り扱う事で、目的の信号との照合・判別を容易にする深層学習技術等を確立した事、更に④農学分野の問題を工学的に解決している点でも意義があると考える。
【社会的意義】として、農家の勘に頼って営まれている従来型の農業経営を、工学技術で支援する形で、自動化、省人化、可視化、省・減農薬化等の実現の可能性を示せた点は、DX推進による社会実装という意味でも意義を有していると考える。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] コナジラミ類の交信音を用いる音響放射による交尾行動の抑制2021

    • Author(s)
      西島也寸彦, 水谷孝一, 海老原格, 若槻尚斗, 久保田健嗣, 石井雅久, 宇賀博之
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 52 Pages: 57-63

    • NAID

      40022633030

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  • [Journal Article] 深層学習によるコナジラミ類の微小発生音を用いた種およびバイオタイプ判別2021

    • Author(s)
      佐藤広隆, 中林大樹, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗, 久保田健嗣
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 52 Pages: 81-89

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  • [Journal Article] 園芸施設内におけるタバココナジラミ類の微小発生音の収録2020

    • Author(s)
      佐藤広隆, 中林大樹, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗, 久保田健嗣
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 51 Pages: 77-88

    • NAID

      40022382766

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  • [Journal Article] コナジラミ類の交信音の抑制が配偶行動に及ぼす影響2019

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      西島也寸彦, 水谷孝一, 海老原格, 若槻尚斗, 久保田健嗣, 宇賀博之
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 50 Pages: 140-145

    • NAID

      40022124675

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      Proc. 2018 ESA, ESC, and ESBC Joint Annual Meeting

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      佐藤広隆,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗,久保田健嗣
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      中林大樹,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗,宇賀博之,久保田健嗣,石井雅久
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      農業環境工学関連学会2018年合同大会講演要旨集

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      西島也寸彦、水谷孝一、海老原格、若槻尚斗、石井雅久、久保田建嗣、宇賀博之
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      浦崎直将、西島也寸彦、海老原格、水谷孝一、若槻尚斗、久保田建嗣
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      2021年度農業施設学会大会
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  • [Presentation] 葉身上のコナジラミ類の発する音響・振動情報の伝搬特性2021

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      2021年度農業施設学会大会
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  • [Presentation] 深層学習を用いたコナジラミ類の種およびバイオタイ プ識別における最適条件の探索2021

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      佐藤広隆,中林大樹,水谷孝一,若槻尚斗,久保田健嗣,石井雅久,宇賀博之
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      2021年農業施設学会学生・若手研究発表会, P-07
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  • [Presentation] キュウリとシソ葉上のコナジラミ類の交尾抑制に要す る放射音場の推定2021

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      西島也寸彦,水谷孝一,海老 原格,若槻尚斗,石井雅久,久保田健嗣,宇 賀博之
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      2021年農業施設学会学生・若手研究発表会, P-42
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  • [Presentation] コナジラミ類の音響交信に伴う葉身振動の非接触計測2021

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      安藤颯花,於保拓高,水谷孝 一,海老原格,若槻尚斗
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      2021年農業施設学会学生・若手研究発表会, P-43
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  • [Presentation] マルチチャンネルセンサを用いる微小昆虫の発音位置 推定2021

    • Author(s)
      於保拓高,安藤颯花,水谷 孝一,海老原格,若槻尚斗,前田祐佳
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      2021年農業施設学会学生・若手研究発表会, P-45
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  • [Presentation] 深層学習に基づくコナジラミ類の微小発生音を用いた種・バイオタイプの識別2020

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      佐藤広隆,中林大樹,水谷孝一,若槻尚斗,久保田健嗣,石井雅久,宇賀博之
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      2020年農業施設学会秋季学生・若手研究発表会, P-08
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  • [Presentation] 発音するコナジラミが葉体へ及ぼす振動の伝搬特性計測2020

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      於保拓高,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗
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      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会
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      佐藤広隆,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗,久保田健嗣
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      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] コナジラミ類の交信阻害に要する周波数成分2020

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      西島也寸彦,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗,久保田健嗣,宇賀博之
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      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] Design of detection and identification system of whiteflies in a greenhouse environment by acoustical method2019

    • Author(s)
      Hirotaka Sato, Hiroki Nakabayashi, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, and Naoto Wakatsuki
    • Organizer
      2019 EFITA-HAICTA-WCCA congress
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  • [Presentation] Simultaneous video and multi-channel sound acquisition system for behavior monitoring of whiteflies2019

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      Hirotaka Obo, Koichi Mizutani, Tadashi Ebihara, and Naoto Wakatsuki
    • Organizer
      2019 EFITA-HAICTA-WCCA congress
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  • [Presentation] Amplitude of vibration inducing vibrational sensitivity reduction in whiteflies2019

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      Yasuhiko Nishijima, Koichi Mizutani, Tadashi Ebihara, Naoto Wakatsuki, Kenji Kubota, Hiroyuki Uga and Masahisa Ishii
    • Organizer
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  • [Presentation] Glance at a small insect courtship behavior -observe whitefly using sound-2019

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      Hirotaka Obo, Koichi Mizutani, Tadashi Ebihara, and Naoto Wakatsuki
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      The 16th IEEE Transdisciplinary-Oriented Workshop for Emerging Researchers
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  • [Presentation] 音響的手法を用いるコナジラミ類のバイオタイプ識別法における雑音の影響評価2019

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      佐藤広隆, 中林大樹, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗, 久保田健嗣
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] 音声特徴量を用いるコナジラミ類の種・バイオタイプの高精度識別の試み2019

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      中林大樹,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗,宇賀博之,久保田健嗣,石井雅久
    • Organizer
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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      西島也寸彦,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗,久保田健嗣,宇賀博之,石井雅久
    • Organizer
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] マイクロフォンアレイを用いるコナジラミ群中の音源個体位置推定に関する検討2019

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      於保拓高,水谷孝一,海老原格,若槻尚斗
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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      Hirotaka Sato, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani and Naoto Wakatsuki:
    • Organizer
      IEEE Seoul Section Student Paper Contest
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    • Invited
  • [Presentation] 害虫マイク-農業用温室に跋扈するコナジラミのヒソヒソ話を聴く-2018

    • Author(s)
      佐藤広隆, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗
    • Organizer
      The 15th IEEE Transdisciplinary-Oriented Workshop for Emerging Researchers
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-07-25   Modified: 2023-01-30  

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