| 研究課題/領域番号 |
19K11986
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60080:データベース関連
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| 研究機関 | 沼津工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山崎 悟史 沼津工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (80635889)
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| 研究分担者 |
切岩 祥和 静岡大学, 農学部, 教授 (50303540)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 農業CPS / IoT / 省電力広域ネットワーク(LPWAN) / 施設栽培園芸作物 / イチゴ / 短期変動モデル / ノンパラメトリック回帰 / 収穫量予測 / 施設栽培果樹作物 / 差分回帰モデル / 省電力広域ネットワーク（LPWAN） / LPWAネットワーク / 収穫モデル / 状態空間 / 機械学習 / 統計的学習 / LPWA |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農作物の収穫に深刻な影響を与える災害被害への一対策として、地域農業へCPS(Cyber Physical System)を構築・活用する。まず、これまで検討例が少ないイチゴ(一シーズンに複数回収穫される作物)に着目し、地域就農者が運営するハウス施設内に、LPWA無線ネットワークを構築(汎用電子部品のみで開発したセンサ端末を配置)する。次に、クラウドに収集された環境、施設、栽培に関するデータ群に対して、短期変動を考慮した収穫モデルとノンパラメトリック回帰を施し高精度な収穫量予測手法を確立する。さらに、得られた予測精度の情報学・農学的解析を行い、イチゴ栽培に関する新たな知見を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究の成果は次の二点である。一つ目は、施設栽培園芸作物に対して短期変動に基づく栽培モデルを提案し、イチゴを例に実環境IoTで取得したデータを用いて、従来手法と比べて提案手法が高い収穫量予測精度を示した点である。
二つ目は、IoTを実展開する際に重要となる低消費電力化およびスループット向上に着目し、端末のエネルギーを高効率化するための通信ネットワーク方式をいくつか提案し、理論解析や数値・実機実験によって有効性を示した点である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的意義は、提案した栽培モデルとノンパラメトリック回帰を併用して施設栽培園芸作物の収穫量を予測する手法を提案し、（これまでほとんど栽培モデルが検討されてこなかった）イチゴに適用した際の有効性を定量的に示したことである。
本研究の社会的意義は、構築したIoTネットワークの実環境における性能を明らかにし、取得した実データを用いて従来手法と比べて提案手法が高い収穫量予測精度を示したことである。
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