2019 Fiscal Year Annual Research Report
Internet of Plants for Crop Production
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18K19250
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
北野 雅治 九州大学, 農学研究院, 教授 (30153109)
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2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 農業環境・情報工学 / Internet of Plants / 植物環境系輸送プロセス / 動的作物モデル / AI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
作物の収量と品質を決定づける植物－環境系の輸送プロセス（光合成，蒸散，転流，養水分吸収，体温，葉面対流等）の動態については，作物生産現場の農業者にとって可視化がなされておらず，日々の営農のために真に役立つ情報として機能するには至っていない。本研究では，この問題を解決するために，（課題 I）実際の作物生産現場での植物－環境系輸送プロセスの時空間変動の可視化と共有化および（課題 Ⅱ）Internet of Plants (IoP) の実現とその機能化に取り組む。
初年度の2018年度においては，環境要素（光，CO2，気温，湿度）の時空間変動の情報をインタネットで共有可能にするとともに，多様な作物生理生態動的モデルを駆使して，作物生理生態情報（光合成，蒸散，体温）に変換し可視化，共有化することを可能にした。さらに，これらのシステムを果菜および葉菜の中型ハウスに実装した。これにより，作物生理生態情報とAIが持つ学習機能を，作物生産現場で合理的に活用できるIoPの実験基盤が形成された。
２年目（最終年度）の2019年度においては，IoPを介して収集した作物生産場の環境の時空間変動情報に基づいて，生理生態機構モデル群によって光合成，蒸散，体温等の時空間変動の見える化，使える化，共有化を可能にした。さらに，公設試の過去の埋もれた情報（環境情報，成長情報，収穫情報等）の見える化，使える化とAIの活用によって，栄養成長と生殖成長（開花，着果）の予測，収穫（収量，収穫時期）予測，ハウス内作物 への環境調節（CO2施用，暖房，換気等）の最適化および収量・収穫時期の調節を可能にするアルゴリズムのプロトタイプを提案した。
これらの成果を，学術誌および国際学会，国内学会（一部招待講演）で発表するとともに，Internet of Plantsの概念を社会実装する内閣府のプロジェクトで応用している。
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