2016 Fiscal Year Annual Research Report
Intelligent greenhouse with SPA based parallel trial environmental control with enforced learning
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26292134
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
高山 弘太郎 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (40380266)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽藤 堅治 愛媛大学, 農学研究科, 教授 (50274345)
高橋 憲子 愛媛大学, 農学研究科, 講師 (80533306)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 植物診断 / 生体情報計測 / 生物環境情報 / 知能化 / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々なセンサを用いて植物の生体情報を計測して生育状態を診断し，その診断結果に基づいて生育環境を適切に制御するSPA(Speaking Plant Approach)の研究開発を進めている。SPA技術は太陽光植物工場の生産性を最大化するための切り札であり，SPAに利用可能な植物生体情報計測法としてクロロフィル(以降，Chl)蛍光画像計測技術が活用されている。Chl蛍光は光合成色素から発せられる光であるため，これを正確に計測することにより非接触で光合成機能に関する生体情報を取得できる。太陽光植物工場における植物の生育状態の把握には，光合成だけでなく生育に関する指標を取得する必要がある。本研究では，茎の伸びの指標である茎伸長速度に注目し，これを日単位で計測するアルゴリズムを開発し，市販のChl蛍光画像計測ロボットに実装して，光合成機能と茎伸長の同時計測を可能とした。さらに，Chl蛍光画像計測ロボットに実装された茎伸長計測機能の精度の向上を目的として，茎伸長自動計測アルゴリズムの最適化を行った。また，本ロボットを商業的大規模太陽光植物工場（小名浜菜園(株)，福島県）に導入し，高時間・高空間分解の生体情報取得を行った。一方，従来の小型のビニルハウスでもChl蛍光画像計測システムを導入したいというニーズがある。そこで，発展的な研究開発として，多様な品目や栽培方式に対応可能な小型Chl蛍光画像計測装置を開発し，ビニルハウスで栽培されているイチゴと露地栽培されているブドウを対象とした光合成機能計測を行った。
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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
当初の交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」におおむね沿った研究を遂行できているものの，長期間（１年以上）にわたる連続的な計測が必要となるため，現地実測期間を延長して研究開発の精度を向上する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」の最終年度の研究を実施するが，長期間（１年以上）に渡る連続的な計測データに基づいた高精度の解析を行う。また，平成28年度から実施している「SPA技術を基盤とした並列試行強化学習による太陽光植物工場への知能実装（国際共同研究強化」とも連携し，研究の成果を充実させる。
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| Causes of Carryover |
解析精度を向上させるためにデータ量を増やす必要があり，１年間以上の長期間にわたる現地計測が必要となった。そのため，研究期間を延長し，長期計測を行う。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の申請書に記載した内容を期間を延長して実施する。
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