人工知能による生物生産機械・装置の制御システムの研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01440015
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 木谷 収 東京大学, 農学部, 教授 (00024539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 春原 亘 東京大学, 農学部, 教授 (60011954) ; 米川 智司 東京大学, 農学部, 助手 (70191658) ; 坂井 直樹 東京大学, 農学部, 助教授 (00092213) ; 鳥居 徹 東京大学, 農学部, 助手 (60172227) ; 岡本 嗣男 東京大学, 農学部, 助教授 (40031215)
• Keywords: 人工知能 / 生物生産 / 機械・装置 / 制御 / 超音波 / 圃場作業 / 細織培養 / 細胞培養

Research Abstract

本年度は、人工知能を用いた耕うん、圃場管理、移植・除草、組織・細胞培養などの新しい機械・装置制御システム開発の基礎として次のような研究を行った。
1)圃場での耕うん・管理作業のためのガントリ-システム及び知能ロボットの制御のため、超音波(発・受信素子)アレイによる反射波の波形をコンピュ-タ処理して、圃場面形状、土塊分布、作物列等の情報を得て、駆動系を制御するシステムを開発した。2)圃場における作物と雑草の2次元レベルの葉の形状特徴の知識デ-タベ-スを増強し、作物と雑草の雑別をほぼ行えるようになった。また、除草を目的とした作物と雑草の識別には、雑草の幼少期での除草が3次元での画像解析的にも、またエネルギ-的にも有利であると考えられたので、微小物体に対応した3次元形状スキャナ(視覚センサ)の改良を行った。3)植物培養組織ハンドリング用エンドエフェクタを試作し、形状記憶合金アクチュ-エ-タをファジィ制御することにより、微小な組織をソフトに把持することができるようになった。4)ジャ-ファ-メンタによる植物培養速度の計測法としては、乾重量、PCV(Packed Cell Volume)、OD(Optical Density)などのオフライン計測、pH、ECなどのオンライン計測が行われているが、これらはジャ-内の局部内状態を表すもので、全体の状態を示すものではない。そこで、超音波をジャ-内に伝播させて培養濃度変化に対する超音波特性の変化を計測した。その結果、音速は、培養濃度に関係なく一定であったが、減衰率は培養濃度およびセンサ周波数に大きく依存し、培養濃度と減衰率が直線関係になることが明らかになった。これらの計測結果をもとに、超音波の減衰率から培養濃度を推定して、容器内培積環境制御を行うことができる見通しを得た。

Research Products

• [Publications] 柏嵜 勝,木谷 収,岡本 嗣男,鳥居 徹: "超音波によるほ場面形状の計測に関する研究(第1報)ー計測システムの基礎特性ー" 農業機械学会誌. 53(6). 23-31 (1991)
• [Publications] Naoki Sakai,Satoshi Yonekawa: "ThreeーDimensional Image Analysis of the Shape of Soybean Seed." Journal of Food Engineering. 15. 221-234 (1991)
• [Publications] 岡本 嗣男: "バイオテクノロジ-作業の自動化に関する研究(第2報)カルス植え継ぎロボットについて" 農業機械学会誌. 52(5). 79-85 (1990)
• [Publications] 岡本 嗣男: "バイオテクノロジ-作業の自動化に関する研究(第3報)形状記憶合金アクチュエ-タを用いたソフトハンドリング・グリッパのファジィ制御" 農業機械学会誌. 53(5). 85-91 (1991)
• [Publications] 木谷 収: "耕うん時の土壌ー機械系の力学的挙動計測法に関する研究(第3報)荒縮時の土壌内応力・変化計測" 農業機械学会誌. 53(2). 33-39 (1991)
• [Publications] パイリントラ・ラタナチャイ,木谷 収,岡本 嗣男,鳥居 徹 他: "Case Study on Pyrolysis Zone and Pyrolysis Products from UpーFlom Biomass Gasifier" 農業施設学会誌. 22(2). 41-48 (1991)