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品質判定機能を有する農産物ハンドリング用知能ロボットシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 03556034
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 農業機械
研究機関京都大学

研究代表者

池田 善郎  京都大学, 農学部, 教授 (50026465)

研究分担者 有馬 博  信州大学, 農学部, 教授 (03556034)
西津 貴久  京都大学, 農学部, 助手 (40228193)
広瀬 正明  京都大学, 食糧科学研究所, 教授 (60026523)
有馬 博  信州大学, 農学部, 教授 (40021068)
研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
17,400千円 (直接経費: 17,400千円)
1993年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1992年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1991年度: 12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
キーワードグリッパー / 衝撃波 / 有限要素法 / 近赤外線分光分析 / ニューラルネットワーク / 切り前 / リンゴ酸 / 糖分 / 近赤外分光分析 / フラクタル次元 / 非破壊検査 / 農産物 / 音波 / 衝撃 / 近赤外線 / 開花 / 液体クロマトグラフ / 非線形パラメ-タ / 超音波 / カラ-画像のクラスタ-分析 / 人工触覚 / 衝撃波伝播特性
研究概要

1.衝撃装置を組み込んだ農産物ハンドリング用グリッパーを試作し、貯蔵中の品質変化を検出することができた。品質評価指数としては、弾性係数が有効である。
2.農産物衝撃試験装置を試作し、衝撃波伝播モードを各種農産物について観測し、以下の結果を得た。
(1)りんご、とまと、柑橘類等は中実球体と見なしうることができ、巨視的には衝撃方向と平行に基本形状を変えることなく前後に振動する。
(2)メロン等は中空球殻と見なすことができ、衝撃方向に平行な長円と垂直方向に長円となる振動を交互に繰り返す。
(3)タマネギ、ダイコン等は基本的には中実球体と見なすことができ、上記1)と同様の振動モードであるが伝播波形は一般に複雑になる。内部構造の異方性と非均質性の共合作用と考えられる。
3.球形農産物の波動方程式を提案し、有限要素法による数値シミュレーションと衝撃試験の結果を比較することにより、以下の結果を得た。
(1)リンゴに対しては、シミュレーションと実測波形は良く一致し、非均質粘弾性モデルによる記述が適当である。
(2)リンゴの芯の部分は空洞と見なさなければ、観測結果の説明ができない。
(3)ダイコンの波形は数値シミュレーションでは予測不可能であり、肉質部分の方向性を考慮したモデルの開発が必要である。
4.観賞用農産物のうち、バラの開花度をニューラルネットワークにより判定するシステムを開発し、基礎的な実験を実施し、人間による判定結果と良く一致することがわかった。5.近赤外線分光反射特性により、リンゴの糖分を定量するシステムを設計・製作し、液体クロマトグラフによる定量結果との検量線は極めて相関関数の高いことがわかった。以下に詳細を述べる。
(1)全糖類、リンゴ酸、果糖、しょ糖の順に相関係数が高い。
(2)ブドウ糖の相関係数は低い。
(3)変動係数は、リンゴ酸、全糖、果糖、ブドウ糖の順に大きくなる。
6.精米表面の電子顕微鏡写真画像よりフラクタル次元を求め、精米方法との関係を検討したが明確な相関は認められなかった。
7.超音波により液状食品の非線形パラメータを測定し、脂肪濃度の推定が可能であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] 池田善郎・菅野弘一: "衝撃荷重による農産物の品質判定-試作衝撃装置と測定値の解析について-" 農業機械学会関西支部報. 71号. 57-60 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I Wayan Budiastra,Y.,Ikeda,T.,Nishizu,T.,Kataoka: "Transmittance Distribution of the Fruits and Their Relationship with the Firmness" 農業機械学会関西支部報. 71号. 61-64 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池田善郎・平澤太・萩原貞幸: "農産物の衝撃特性" 農業機械学会関西支部報. 74号. 163-164 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池田善郎・平澤太: "農産物内部を伝わる波動のシミュレーション" 農業機械学会関西支部報. 74号. 165-166 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] IKEDA,I.,T.SAWADA: "Evaluation of Flower by Neural Network" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Process Engineering. 1282-1291 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NISHIZU,T.,IKEDA,Y.: "On Prediction of Concentration of Liquid Food by Acoustic Non-linear Parameter" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Process Engineering. 344-349 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., Sugano, H.: "Gripper with Impact Forcing and Sensing Capability" J.JSAM, Kansai-Branch. No.71. 57-60 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., I Wayan Budiastra: "Transmittance Distribution of the Fruits and Their Relationship with the Firmness" J.JSAm, Kansai-Branch. No.71. 61-64 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., Hirasawa, H., Hagiwara, S.: "Impulsive Behavior of Agricultural Products" J.JSAM, Kansai-Branch. No.74. 163-164 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., Hirasawa, H.: "Simylation of Wave Propagation through Agricultural Products" J.JSAM, Kansai-Branch. No.74. 165-166 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., I Wayan Budiastra, Nishizu, T.: "On Predicting Concentrations of Individual Sugars and Malic Acid of the Fruits by Near-infrared Reflectance Spectrometry" Proc.of JICA-IPB 5th Joint Seminar, Int.Conf.on Eng.Appli.for Development of Agric.in the Asia and Pacific Region. B226-B232 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishizu, T., Ikeda, Y.: "Determination of Volume of Agricultural Products by Acoustic Method" Proc.of JICA-IPB 5th Joint Seminar, Int.Conf.on Eng.Appli.for Development of Agric, in the Asia and Pacific Region. B220-B225 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishizu, T., Ikeda, Y.: "Measurement of Acoustic Non-linear Parameter B/A to Estimate Composition of Liquid Food" Proc.of the Int.Agric.Enging.Con.549-554 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ikeda, Y., Sawada, T.: "Evaluation of Flower by Neural Network" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Process Engineering. 1282-1291 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishizu, T., Ikeda, Y.: "On Prediction of Concentration of Liquid Food by Acoustic Non-linear Parameter" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Process Engineering. 344-352 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 池田善郎・平澤太・萩原貞幸: "農産物の衝撃特性" 農業機械学会関西支部報. 74号. 163-164 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 池田善郎・平澤太: "農産物内部を伝わる波動のシミュレーション" 農業機械学会関西支部報. 74号. 156-166 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] IKEDA,I.,T.SAWADA: "Evaluation of Flower by Neural Network" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Procss Engineering. 1282-1291 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] NISHIZU,T.,IKEDA,Y.: "On Prediction of Concentration of Liquid Food by Acoustic Non-linear Param" Proc.of Int.Conf.for Agric.Mach.& Procss Engineering. 344-349 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 池田善郎・澤田健: "二値画像によるバラの開花度判定" 農業機械学会関西支部報. 101-104 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] I Wayan Budiastra,Ikeda,Y.,Nishizu,T: "The Scatter Coefficients as Quality Indices of Fruits" 第51回農業機械学会年次大会講演要旨. 301-302 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizu.T,Ikeda,Y: "Determination of Volume of Agricultural Products by Acounstic Method" Proceedings of JICA-IPB 5th Joint Seminar at Bogor Agricultural University. 5. B220-B225 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Ikeda.Y.,I Wayan Budiastra,Nishizu,T.: "On Predicting Concentraticn of Indevidual Sugars anfd Malic Acid of the Fruits by Near-Infrared Reflectance Spectrometry" Proceedings of JICA-IPB 5th Joint Seminar at Bogor Articultural University. 5. B226-B232 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Nishizu,T.,Ikeda,Y.: "Measurement of Acoustic Non-Linear Parameter B/A to Estimate Composition of Liquid Food" Proceedings of International Agricultural Conference at Asian Institule of Technology.Bangkok,Thailand. 549-554 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 池田 善郎,菅野 弘一: "衝撃荷重による農産物の品質判定ー試作衝撃装置と測定値の解析についてー" 農業機械学会関西支部報. 第71号. 57-60 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] I Wayan Budiastra,Y.Ikeda,T.Nishizu,T.Kataoka: "Transmittance Distribution of the Fruits and Their Relationship with the Firmness" 農業機械学会関西支部報. 第71号. 61-64 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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