| 研究課題/領域番号 |
21H02321
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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41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
山本 聡史 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (20391526)
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| 研究分担者 |
保田 謙太郎 秋田県立大学, アグリイノベーション教育研究センター, 准教授 (00549032)
間所 洋和 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 教授 (10373218)
西村 洋 秋田県立大学, アグリイノベーション教育研究センター, 特任教授 (70391513)
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 農業ロボット / 自律走行 / 自動除草 / 三次元再構築 / 除草ロボット / エネルギー自給 / 太陽光発電 / 雑草検出 / ローカル５G / 有機農業 / 選択除草 / 三次元モデル / マルチスペクトラル / 三次元モデル化 / 太陽光エネルギー / ローカル5G / 機械学習 / 精密農業 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
エネルギー自給型の自律走行ロボット群を用いて除草作業を完全無人化する基盤技術を開発する。生育初期の雑草を精度良く見つけるため、夜間にロボットが自律走行しながら人工照明の下で高精細な画像を撮影し、ローカル5Gで基地局に転送して人工知能により検出する。検出した雑草の位置に基づき、自動除草作業コードを生成し、ロボット群に転送して超精密な除草作業を実行する。この軽量・低速のロボット群による完全無人作業体系が確立できれば、安全性確保と省力化を両立し、ゼロエミッションに大きく近づく持続的な農業が可能になる。
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| 研究成果の概要 |
ソーラーパネルを搭載したエネルギー自給可能な自律走行ロボットにより、ダイズとソバの自動除草作業を行い、1haほ場を繰り返しくまなく走行できることを確認した。しかし、雑草の生育に間に合わず、適期の除草を行うための手法を確立するには至らなかった。そこで、バッテリ駆動のラジコン草刈機を改造してダイズほ場で自動除草作業を実施した。その結果、確実に除草ができる反面、ダイズの葉を巻き込み、損傷したことから、能率と精度を両立する除草機構が必要と考えられた。また、雑草の検出技術では、セマンティックセグメンテーションモデルを構築し、少ない画像データとラベルからセグメンテーション精度の改善を実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ロボット農機の完全無人化について盛んに研究されているが、周囲の作業者や障害物を確実に検知する安全性確保が課題である。本研究では、軽量・低コストなエネルギー自給型の自律走行ロボットにより、安全性が確保された完全無人の除草体系の確立を目指した。除草の作業適期への対応が困難であったが、小型ロボットをほ場で運用するノウハウや、深層学習による雑草検出、ほ場の三次元再構築について成果を得ることができた。
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