農薬散布のリアルタイム計測と制御のための高周波電源供給型感水センサの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K19160
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 野口 良造 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60261773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 臼井 善彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業機械研究部門, 主任研究員 (40442777) [Withdrawn] ; Ahamed Tofael 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40593265) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: RFIDセンサ / RFIDスキャナ / 農薬散布 / 自動運転車両

Outline of Annual Research Achievements

高周波電源供給型デジタル感水センサの開発のために、RFIDスキャナとRFIDセンサを用い、その基本特性を測定、検討を行ったした。スキャナーからの電力は１W(30dBm)と強力なものであるが、RFIDからの送出電力は極めて微弱であるため、距離でアンテナ指向性の影響を強く受けた。逆に上記以外の要因では大きな変動はなく、スキャナRFIDセンサ間距離が3～4m範囲内であれば安定したシステムを構築できた。今回の計測でも、強風にあおられてセンサが揺れることが多かったが、あまり大きな計測阻害要因とはならなかった。RFID個々の個体特性差は大きいが、RFIDには個々にID（UII)を保有しており、今回利用したRSSI(信号強度）と同時に情報取得できるため、UII毎のRSSI解析をすれば個体差は吸収できるものと考えられる。RFIDセンサに密着させたフェルト布への水分塗布では、当初の仮設通りその塗布量に比例したRSSI値の減衰が確認できた。これらの開発と測定結果から、果樹園の葉に散布された農薬の状態を、定量的に把握することができる高周波電源供給型デジタル感水センサの可能性を見いだした。また、農薬散布アルゴリズムの開発のために「RFIDデータ収集用自動運転車両の制御システム」の開発を模型実験車両の開発を通じて行い、FRIDセンサ情報の取得プログラムとの統合を実施した。また自動走行に関する基本的なプログラムを実装し、2022年度の開発に向けて準備を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

RFID利用については、2021年度に行った開発によって、非常に有望な知見が得られていることから、「無電源のデジタル感水紙センサ」が成り立つ可能性を強く示唆した。よって、今後具体的なRFIDのフィールド実験を企画し、レベルアップを図ることが可能である。

Strategy for Future Research Activity

RFIDセンサにおいて、フェルト布の厚さ/粗密性、表面撥水性/内部親水性、水分粒径との相性、ファイル以外の最適材料の探索などを実施する。また、RFIDセンサ情報の取得も実際には数量が極めて大きくなることが予想されることから、新たな情報処理システムの提案が必要となる、2021年度に開発を行った模型実験車両に対して個々のモータトルクの向上を図る予定であり、車両の完成とともに、開発された農薬散布アルゴリズムとの統合を図る予定である。

Causes of Carryover

予算の執行がR3年度内に間に合わなかった。R4年度は消耗品費として使用予定。