| 研究課題/領域番号 |
21H03558
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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62020:ウェブ情報学およびサービス情報学関連
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
小林 透 長崎大学, 情報データ科学部, 教授 (90637399)
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| 研究分担者 |
今井 哲郎 広島市立大学, 情報科学研究科, 講師 (10436173)
荒井 研一 長崎大学, 情報データ科学部, 准教授 (60645290)
征矢野 清 長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 教授 (80260735)
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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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 自動給餌AIドローン / スマート生け簀 / Optical Flow / Rose Map / Support Vector Machine / スマート養殖 / オプティカルフロー / ドローン / 自動給餌 / 機械学習 / 生け簀ロボット / IoT / センサープラットフォーム / センサプラットホーム / センサプラットフォーム / レジリエント・ネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、長崎県で注目されている沖合養殖をモデルにした“ネイチャー・レジリエント・ネットワーク型生け簀ロボット”の確立を目指す。具体的には、沖合でも波浪の影響を受けにくい浮沈式生け簀向けに、申請者らが開発した自動給餌装置を多様なセンサと制御コンピュータによりフォグ化する。それにより得られるセンサ情報からオプティカルフローによる魚群行動解析をクラウド上で行うことで、魚の空腹度に基づいたインテリジェントな給餌制御方式を実現する。さらに、本給餌制御を、魚に近いフォグ側が主体となる処理方式とすることで、クラウドとの通信障害が発生してもサステイナブルでレジリエントな自律分散処理方式を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
海面養殖において、餌の運搬と魚の空腹度に応じて給餌を行う自動給餌AIドローンシステムを開発した。本システムは、スマート生け簀とドローンから構成されている。スマート生け簀では、生け簀内の魚の活動状況をカメラでモニタし、Optical Flowにより定量化し、それをRose Mapとして可視化することで，魚の空腹度をSupport Vector Machineにより高精度に判定する。ドローンは、餌を運搬し生け簀上空からスマート生け簀の指示により餌を投下する機能を備えている。本システムは、長崎県総合水産試験場のブリの実験生け簀を対象に機能性検証され、その有効性が確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、生け簀内に設置するMulti-sensor Platformを開発し、その水中カメラ映像からOptical Flowにより魚群の活性度をRose Map化することで給餌判定を行うAI（給餌判定AI）、及びその判定に基づき自動給餌する装置（ドローン）の開発に成功している。AIの判定精度を向上させるための魚群の特徴抽出、可視化技術は、他の生物を対象としたAIに応用可能で、学術的意義が高い。また、餌の運搬から、魚の食欲に合わせたオンデマンド給餌までの自動化により、養殖業者を日々の給餌業務から解放できることは、水産養殖の持続可能な生産性向上の点で社会的意義が大きい。
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