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対話的スマートデバイスによる熟練農業生産者の経験知収集とデータ統合

研究課題

研究課題/領域番号 20K11787
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関信州大学

研究代表者

小林 一樹  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00434895)

研究分担者 青柳 悠也  信州大学, 先鋭領域融合研究群社会基盤研究所, 助教(特定雇用) (20882195)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードスマートデバイス / 深層学習 / データ拡張 / 農作業記録 / 自然言語対話 / インタラクション / スマート農業 / 経験知
研究開始時の研究の概要

農業では,蓄積した過去データを活用して生産の安定性と経営の効率を高めることが重要である.農園モニタリング分野では,温度や湿度などの環境データの収集が行われてきた.しかし,生産者の行動や判断が未知であり,生産者の知恵や知識,判断が過去データとして活かされていない問題がある.そこで本研究では,生産者の解釈・判断・行動データの自動収集と,環境データ・植物データとの統合を実施する.具体的には,スマートデバイスが生産者の行動に基づき対話を開始することで,機器を操作することなく情報を引き出し記録する農業システムを構築する.これにより,生産の効率化と安定化に根ざした次世代農業を目指す.

研究成果の概要

本研究では,環境データ,植物データ,生産者データの統合と活用による生産の効率化と安定化とを目指し,スマートデバイスが対話的に生産者から経験知を引き出す自動収集システムの実現が目的である.本研究を通して,(a)スマートデバイスとのテキスト対話と音声対話による対話形態を限定しないシステムの構築,(b)ナッジ理論を応用した声かけやユーザへの共感を利用した発話による対話継続に基づく経験知収集,(c)生産者から収集した経験知を紐づけるための定点観測画像からの自動情報抽出を達成した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,利用状況を限定しないスマートデバイスとの円滑な対話や,その対話内容によるユーザ発話の誘導や対話破綻の回避に基づく情報収集,人間から収集した情報と環境から収集した情報との統合に関する技術を開発しており,その典型的な例として農業に焦点を当て,農作物や農園に対する生産者の主観や評価をデータ化するとともに,客観的な観測情報と紐づけて管理するシステムを実現した.農業に限らず,人間の知識や技が関係する物理空間での情報をサイバー空間に持ち込む技術として様々な社会的活動に有用であり,その実現のための要素技術に関しては学術的新規性を有する.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Real-Time Prediction of Growth Characteristics for Individual Fruits Using Deep Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Hondo Takaya、Kobayashi Kazuki、Aoyagi Yuya
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 22 号: 17 ページ: 6473-6473

    • DOI

      10.3390/s22176473

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 畳み込みニューラルネットワークを用いて果実画像の生育度分類を行う場合の果実拡大率の影響2021

    • 著者名/発表者名
      源野広和,小林一樹
    • 雑誌名

      農業情報研究

      巻: 30 号: 2 ページ: 86-95

    • DOI

      10.3173/air.30.86

    • NAID

      130008060211

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • 年月日
      2021-07-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 深層学習を用いたデータクレンジングとリンゴ果実画像への応用2020

    • 著者名/発表者名
      Genno Hirokazu、Kobayashi Kazuki
    • 雑誌名

      農業情報研究

      巻: 29 号: 3 ページ: 47-61

    • DOI

      10.3173/air.29.47

    • NAID

      130007920641

    • ISSN
      0916-9482, 1881-5219
    • 年月日
      2020-10-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ユーザに共感しながら作業記録を行うモバイル対話システム2023

    • 著者名/発表者名
      上田 弦輝,吉原 一成,小林 一樹
    • 学会等名
      HAIシンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Annotated Farm Image Generation from 3D Computer Graphics for Machine Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Hideto Kubo, Kazuki Kobayashi, Yuya Aoyagi
    • 学会等名
      2022 Joint 12th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems and 23rd International Symposium on Advanced Intelligent Systems
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブドウ摘房支援のためのフォトグラメトリによる着果量測定2022

    • 著者名/発表者名
      花形 優斗,吉原 一成,小林 一樹
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた果実の個体別リアルタイム生育情報の抽出2022

    • 著者名/発表者名
      本堂貴也,小林一樹,青柳悠也
    • 学会等名
      農業情報学会2022年度年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Designing Personality Shifting Agent for Speech Recognition Failure2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Hori, Kazuki Kobayashi,
    • 学会等名
      The 21st ACM International Conference on Intelligent Virtual Agents (IVA 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Personality Shifting Agent to Remove Users' Negative Impression on Speech Recognition Failure2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Hori, Kazuki Kobayashi
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Computer-Human Interaction Research and Applications (CHIRA 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 共感対話コーパスを用いた農作業記録対話システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      上田 弦輝,小林一樹
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた果実の個体別生育状態の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      本堂貴也,小林一樹
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 果実自動認識のための多様な果樹3Dモデルと訓練画像の自動生成2021

    • 著者名/発表者名
      久保秀斗,小林 一樹
    • 学会等名
      農業情報学会2021年度年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 対話的スマートデバイスによる熟練農業生産者の経験知収集2020

    • 著者名/発表者名
      青山夏樹,小林一樹,青柳悠也
    • 学会等名
      日本知能情報ファジィ学会 合同シンポジウム2020(第29回北信越シンポジウム & 第28回人間共生システム研究会)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習による隠れ果実領域抽出のための3DCGを用いた訓練データ生成手法2020

    • 著者名/発表者名
      高井亮磨,小林一樹
    • 学会等名
      第33回人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] StyleGANによる深層学習訓練用果実パーツ画像の自動生成2020

    • 著者名/発表者名
      高井亮磨,小林一樹
    • 学会等名
      農業情報学会2020年度年次大会(ポスター)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習におけるリンゴ果実 3Dモデルを用いた多視点訓練画像の生成2020

    • 著者名/発表者名
      高井亮磨,小林一樹
    • 学会等名
      農業情報学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フィールドモニタリングによる農業データ収集とAIの活用2020

    • 著者名/発表者名
      小林一樹
    • 学会等名
      第13回アカデミックナイト,(財)中部圏イノベーション推進機構
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] スマートフィールドモニタリングの活用とAIT農業への展開2020

    • 著者名/発表者名
      小林一樹
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部特別講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] IoT農業におけるスマートフィールドモニタリング2020

    • 著者名/発表者名
      小林一樹
    • 学会等名
      経営者向けセミナー「IoT をどう経営戦略に生かすか」,基調講演,一般社団法人 佐久産業支援センター
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 信州大学 小林研究室Webページ

    • URL

      https://www.cs.shinshu-u.ac.jp/~kby/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 信州大学 研究者総覧 Webページ

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.ymTUbpkh.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 小林研究室Webページ

    • URL

      https://www.cs.shinshu-u.ac.jp/~kby/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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