| 研究課題/領域番号 |
21H02309
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
木村 匡臣 近畿大学, 農学部, 准教授 (80725664)
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| 研究分担者 |
松野 裕 近畿大学, 農学部, 教授 (50340766)
皆川 裕樹 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (70527019)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | スマート農業 / 田面水温 / 水田用IoT水門 / 高温障害対策 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、田面水の平面2次元流数値計算モデルと、機械学習を活用した水田内の熱収支モデルを組み合わせることで、水田内の水温・地温の分布を予測するシミュレーションモデルを開発する。本シミュレーションモデルによる予測結果を考慮した水田用IoT水門の開閉操作アルゴリズムを構築し、水稲の品質向上に向けたスマート水田水管理を提案する。さらに、現地実証試験およびシナリオシミュレーションによる結果を基に、スマート水田水管理技術による水田内の温度調節機能のポテンシャルを評価する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、水田用遠隔操作水門（IoT水門）を設置した水田圃場を対象に、田面水温・地温分布等の温度環境の変化の特徴を現地計測により明らかにした。つづいて、大気－植生群落－田面水－地中の熱移動を考慮した水田内の鉛直熱収支モデルを構築し、これに深層学習の手法を組み込むことによって精度を改良した。さらに、田面水の平面2次元流数値計算モデルと組み合わせることで、田面水の流れ場を考慮した水温・地温分布シミュレーションモデルを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により開発された田面水の流れ場を考慮した水温・地温分布シミュレーションモデルにより、水温・地温分布の予測結果を考慮したIoT水門の開閉操作アルゴリズムの提案が可能となり、水稲の品質向上に向けたスマート水田水管理への展開が期待される。また、本シミュレーションモデルを応用することで、スマート水田水管理技術による水田内の温度調節機能のポテンシャルの評価が可能となった。
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