2019 Fiscal Year Research-status Report
Decision support system for proper hervesting of fruits with ripening
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19K06311
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
元永 佳孝 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60334653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大竹 憲邦 新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313507)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 収穫適期判定 / 色彩画像処理技術 / ヨウ素デンプン反応 / 果実品質調査 / クラウドシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
追熟を有する果実では、その品質や市場価値などが収穫する時期により、大きく左右される。そのため、適期での収穫が非常に重要であり、適期を外した収穫を行うと正常に追熟せず、出荷が出来ない場合もある。
本研究は、西洋ナシ'ル レクチエ'を対象とした適期収穫を支援するクラウドシステムの構築であり、要素研究1：ヨウ素デンプン反応による収穫適期判定法をもとに、色彩画像処理技術を用いて客観的に評価を行い、判定確度を向上させるシステムの開発と、要素研究2：新規手法として果実の成熟に伴う内部成分の変化に基づく収穫適期判定と果実品質推定手法の確立の2つの要素研究からなる。
成熟過程における果実のヨウ素デンプン反応情報の収集と解析として、収穫適期前後3週間の期間で毎週2樹体から20果を採取し、10果はヨウ素デンプン反応処理および品質計測を行い、残りの10果は追熟処理を行った。追熟後の果実は品質調査を行った。収穫時の品質計測は成熟・追熟過程における果実内部成分変化特性の分析と解析、追熟後の品質調査は可食期における果実品質調査のためである。その結果、収穫時期の異なる果実のヨウ素デンプン反応情報を取得でき、今年度のデンプン分解の特性および果実内部成分の変化特性が把握できた。また、収穫時期の違いによる果実品質の特性把握も行えた。色彩画像処理によるデンプン分解特性の算出アルゴリズムでは、色彩解析から呈色部を検出し、デンプン含量割合を算出する手法を確立した。収穫適期判定システムのプラットフォームでは、システムの要件定義のための現場ニーズ調査を行い、要件定義および仕様を決定し、試作システムを構築した。成熟過程における果実内部成分と可食期における果実品質の関係性解析については計画通り今年度の取得データを用いて2年目以降に行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究を構成している要素研究1：色彩画像処理による収穫適期判定システムの開発、要素研究2：果実内部成分変化に基づく収穫適期判定・果実品質推定手法の確立であり、要素研究1は1-1：成熟過程における果実のヨウ素デンプン反応情報の収集と解析、1-2：色彩画像処理によるデンプン分解特性の算出アルゴリズム、1-3：収穫適期判定システムのプラットフォーム、要素研究2は2-1：成熟・追熟過程における果実内部成分変化特性の分析と解析、2-2：可食期における果実品質調査、2-3：成熟過程における果実内部成分と可食期における果実品質の関係性解析からそれぞれ成り立っている。
このうち、2-3)は今年度の実施を予定していないが、その他の項目に関しては、計画通り今年度の実験、解析が行われて、成果を上げていることから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1-1：成熟過程における果実のヨウ素デンプン反応情報の収集と解析、2-1：成熟・追熟過程における果実内部成分変化特性の分析と解析、2-2：可食期における果実品質調査については、今年度同様に、収穫適期前後3週間の期間で毎週2樹体から20果を採取し、実験、解析を行う予定である。ただ、生産年度による樹体の変化もあるため、同じ樹体の果実を供試するか、どうかについては、生育状態によって判断する。可食期における果実品質調査の項目は、大きさ、外観（汚れ、アザ）、形状（果形、表面凹凸）、生理障害・病害虫、果肉硬度（赤道部、てい部）、糖度、酸味、香り、肉質、渋味としているが、2-3の関係性解析の結果に基づいて、項目の加減、評価手法の改良も行う予定である。
1-2：色彩画像処理によるデンプン分解特性の算出アルゴリズムについては、収穫時期によってもヨウ素デンプン反応による呈色の色合いや色の濃さの程度が異なったため、呈色部検出のアルゴリズムの改良を行うとともに、デンプンの分解度、他物質の影響度を算出する機能を実装する。
1-3：収穫適期判定システムのプラットフォームについては、デンプン分解特性の算出アルゴリズムの全ての機能を実装するとともに、実証試験を行い、問題点などの抽出を行う。
2-3：成熟過程における果実内部成分と可食期における果実品質の関係性解析については、果実の個々の内部成分と可食期における果実品質の関係性の網羅的な解析を行い、その結果をもとに1-1の収穫条件の設定に反映させる。また、生産年度による変動についても環境的な要因、樹体状態の要因などの各種因子についての検討も行う。
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| Causes of Carryover |
予定していた学会発表が私事により参加できなかったためである。次年度使用額は実験に用いる器具の消耗品費として使用予定である。
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Research Products
(1 results)
