概日リズムの撹乱に由来する植物生育不安定性とノンパラメトリック栽培環境最適化

• 研究課題/領域番号: 20H00423
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分39:生産環境農学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪公立大学 (2022-2023); 大阪府立大学 (2020-2021)
• 研究代表者: 福田 弘和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90405358)
• 研究分担者: 徳田 功 立命館大学, 理工学部, 教授 (00261389) ; 永野 惇 龍谷大学, 農学部, 教授 (00619877) ; 峰野 博史 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (40359740) ; 高山 弘太郎 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40380266) ; 谷垣 悠介 県立広島大学, 生物資源科学部, 講師 (80757154) ; 森 直哉 玉川大学, 学術研究所, 助教 (40804050)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円); 2023年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2022年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2021年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円); 2020年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
• キーワード: 植物工場 / オミックス / 不安定性 / 栽培環境最適化 / フェノタイピング

研究開始時の研究の概要

植物生産システムの高度自動化が求められている。しかしながら、生体内にはノイズ増幅の原因となる「不安定性」が存在し、自動制御における安定性の確立が課題となっている。そこで、本研究では、理論的研究（位相動力学）により生育不安定性のメカニズムを解明し、時系列生育データの高度解析手法の構築を目的とする。ここでは、主に日産6000株の大規模植物工場におけるレタス集団を対象に、画像解析技術を用いて大規模な生育データを取得し、結合振動子モデルを用いた定式化と解明を行う。最終的には、時間軸上の最適化法として新規に「ノンパラメトリック栽培環境最適化法」の枠組みを構築する。