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Data Integration and Collection of Skilled Agricultural Producers' Knowledge and Experience by using Interactive Smart Devices

Research Project

Project/Area Number 20K11787
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60060:Information network-related
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

Kobayashi Kazuki  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00434895)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 青柳 悠也  信州大学, 先鋭領域融合研究群社会基盤研究所, 助教(特定雇用) (20882195)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsスマートデバイス / 深層学習 / データ拡張 / 農作業記録 / 自然言語対話 / インタラクション / スマート農業 / 経験知
Outline of Research at the Start

農業では,蓄積した過去データを活用して生産の安定性と経営の効率を高めることが重要である.農園モニタリング分野では,温度や湿度などの環境データの収集が行われてきた.しかし,生産者の行動や判断が未知であり,生産者の知恵や知識,判断が過去データとして活かされていない問題がある.そこで本研究では,生産者の解釈・判断・行動データの自動収集と,環境データ・植物データとの統合を実施する.具体的には,スマートデバイスが生産者の行動に基づき対話を開始することで,機器を操作することなく情報を引き出し記録する農業システムを構築する.これにより,生産の効率化と安定化に根ざした次世代農業を目指す.

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to realize an automatic collection system in which smart devices interactively draw empirical knowledge from farmers, aiming to improve and stabilize production efficiency by integrating and utilizing environmental data, plant data, and farmer(human) data. Through this research, we have achieved the following: (a) construction of a system that does not limit the form of interaction with smart devices through text and voice interaction, (b) collection of empirical knowledge based on continuous speech interaction using nudge theory and empathy for the user, and (c) automatic information extraction from fixed point observation images to link the empirical knowledge collected from farmers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,利用状況を限定しないスマートデバイスとの円滑な対話や,その対話内容によるユーザ発話の誘導や対話破綻の回避に基づく情報収集,人間から収集した情報と環境から収集した情報との統合に関する技術を開発しており,その典型的な例として農業に焦点を当て,農作物や農園に対する生産者の主観や評価をデータ化するとともに,客観的な観測情報と紐づけて管理するシステムを実現した.農業に限らず,人間の知識や技が関係する物理空間での情報をサイバー空間に持ち込む技術として様々な社会的活動に有用であり,その実現のための要素技術に関しては学術的新規性を有する.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Real-Time Prediction of Growth Characteristics for Individual Fruits Using Deep Learning2022

    • Author(s)
      Hondo Takaya、Kobayashi Kazuki、Aoyagi Yuya
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 22 Issue: 17 Pages: 6473-6473

    • DOI

      10.3390/s22176473

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Expansion Rate of Fruit Area on Fruit Growth Classification Using Convolutional Neural Networks2021

    • Author(s)
      源野広和,小林一樹
    • Journal Title

      Agricultural Information Research

      Volume: 30 Issue: 2 Pages: 86-95

    • DOI

      10.3173/air.30.86

    • NAID

      130008060211

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • Year and Date
      2021-07-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Data Cleansing Using Deep Learning and Its Application to Apple Fruit Images2020

    • Author(s)
      Genno Hirokazu、Kobayashi Kazuki
    • Journal Title

      Agricultural Information Research

      Volume: 29 Issue: 3 Pages: 47-61

    • DOI

      10.3173/air.29.47

    • NAID

      130007920641

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • Year and Date
      2020-10-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ユーザに共感しながら作業記録を行うモバイル対話システム2023

    • Author(s)
      上田 弦輝,吉原 一成,小林 一樹
    • Organizer
      HAIシンポジウム2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Automatic Annotated Farm Image Generation from 3D Computer Graphics for Machine Learning2022

    • Author(s)
      Hideto Kubo, Kazuki Kobayashi, Yuya Aoyagi
    • Organizer
      2022 Joint 12th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 23rd International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブドウ摘房支援のためのフォトグラメトリによる着果量測定2022

    • Author(s)
      花形 優斗,吉原 一成,小林 一樹
    • Organizer
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた果実の個体別リアルタイム生育情報の抽出2022

    • Author(s)
      本堂貴也,小林一樹,青柳悠也
    • Organizer
      農業情報学会2022年度年次大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Designing Personality Shifting Agent for Speech Recognition Failure2021

    • Author(s)
      Tatsuki Hori, Kazuki Kobayashi,
    • Organizer
      The 21st ACM International Conference on Intelligent Virtual Agents (IVA 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Personality Shifting Agent to Remove Users' Negative Impression on Speech Recognition Failure2021

    • Author(s)
      Tatsuki Hori, Kazuki Kobayashi
    • Organizer
      The 5th International Conference on Computer-Human Interaction Research and Applications (CHIRA 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共感対話コーパスを用いた農作業記録対話システムの開発2021

    • Author(s)
      上田 弦輝,小林一樹
    • Organizer
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた果実の個体別生育状態の抽出2021

    • Author(s)
      本堂貴也,小林一樹
    • Organizer
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 果実自動認識のための多様な果樹3Dモデルと訓練画像の自動生成2021

    • Author(s)
      久保秀斗,小林 一樹
    • Organizer
      農業情報学会2021年度年次大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 対話的スマートデバイスによる熟練農業生産者の経験知収集2020

    • Author(s)
      青山夏樹,小林一樹,青柳悠也
    • Organizer
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2020(第29回北信越シンポジウム & 第28回人間共生システム研究会)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習による隠れ果実領域抽出のための3DCGを用いた訓練データ生成手法2020

    • Author(s)
      高井亮磨,小林一樹
    • Organizer
      第33回人工知能学会全国大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] StyleGANによる深層学習訓練用果実パーツ画像の自動生成2020

    • Author(s)
      高井亮磨,小林一樹
    • Organizer
      農業情報学会2020年度年次大会(ポスター)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 深層学習におけるリンゴ果実 3Dモデルを用いた多視点訓練画像の生成2020

    • Author(s)
      高井亮磨,小林一樹
    • Organizer
      農業情報学会2020年度年次大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] フィールドモニタリングによる農業データ収集とAIの活用2020

    • Author(s)
      小林一樹
    • Organizer
      第13回アカデミックナイト,(財)中部圏イノベーション推進機構
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] スマートフィールドモニタリングの活用とAIT農業への展開2020

    • Author(s)
      小林一樹
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部特別講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] IoT農業におけるスマートフィールドモニタリング2020

    • Author(s)
      小林一樹
    • Organizer
      経営者向けセミナー「IoT をどう経営戦略に生かすか」,基調講演,一般社団法人 佐久産業支援センター
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 信州大学 小林研究室Webページ

    • URL

      https://www.cs.shinshu-u.ac.jp/~kby/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 信州大学 研究者総覧 Webページ

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.ymTUbpkh.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 小林研究室Webページ

    • URL

      https://www.cs.shinshu-u.ac.jp/~kby/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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