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光学的センサーの複合利用によるサトウキビ品質の一貫管理システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21J14214
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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
研究機関鹿児島大学

研究代表者

Aparatana Kittipon  鹿児島大学, 連合農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードSugarcane / Sugar / Near-infrared / Spectroscopy / Remote sensing / Multivariate analysis / Near infrared
研究開始時の研究の概要

Sugarcane has been cultivated worldwide to produce sugar, ethanol and electricity. In the sugarcane industries, the quality and yield information of sugarcane in growth stages might be the key to reduce the loss and reaching the maximum yield of production. Recently, optical sensing devices such as benchtop NIR, portable NIR and UAV equipped with optical sensing devices has been reported to get the information in sugarcane agriculture. In this study, a combination system of optical sensors will be developed and investigated to maximize the quality and yield.

研究実績の概要

In 2022, we conducted experiments on Minamidaito Island in Okinawa, Japan during the growth or ripening stage of sugarcane (October-December 2022). We measured sugar quality and absorbance spectra of sugarcane stalks in the sugarcane field using a portable Vis-NIR spectrometer. Additionally, we collected multispectral images of sugarcane leaves using an unmanned aerial vehicle equipped with a multispectral camera. We evaluated the effectiveness of the multispectral images in estimating sugar quality by checking the correlation between sugar quality measured by the portable Vis-NIR spectrometer and vegetation indices.
Furthermore, we investigated the effect of sugarcane skin on Minamidaito (Jan-Mar 2023). We scanned normal sugarcane stalks and peeled sugarcane stalks from different fields and varieties, then harvested the sugarcane and brought it back to the laboratory to measure sugar quality and develop a new calibration model. After developing models using the multiple linear regression method, we found that the peeled sugarcane spectra showed lower noise than the non-peeled spectra, which had higher noise caused by sugarcane wax. The results reveal that the peeled spectra model provides more accurate results than the non-peeled sugarcane spectra model, as the top two wavelengths with the highest correlation coefficient of the peeled sugarcane spectra model contain the sugar content absorption band (900-910 nanometers), whereas the normal sugarcane stalk spectra model had to select at least four wavelengths to find the sugar content absorption band.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Non-destructive Laboratory Analysis of the Detection of Unhealthy Sugarcane Stalks Using a Portable Vis-NIR Spectrometer2022

    • 著者名/発表者名
      APARATANA Kittipon、ISHIKAWA Daitaro、MARAPHUM Kanvisit、SAENGPRACHATANARUG Khwantri、AGARIE Hitoshi、SHIKANAI Takeshi、TANAKA Munehiro、TAIRA Eizo
    • 雑誌名

      Engineering in Agriculture, Environment and Food

      巻: 15 号: 2 ページ: 72-80

    • DOI

      10.37221/eaef.15.2_72

    • ISSN
      1881-8366
    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Predicting sugarcane quality using a portable visible near infrared spectrometer and a benchtop near infrared spectrometer2022

    • 著者名/発表者名
      Aparatana Kittipon、Naomasa Yumika、Sano Morito、Watanabe Kenta、Mitsuoka Muneshi、Ueno Masami、Kawamitsu Yoshinobu、Taira Eizo
    • 雑誌名

      Journal of Near Infrared Spectroscopy

      巻: 31 号: 1 ページ: 14-23

    • DOI

      10.1177/09670335221136545

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Development of sugar quality evaluation model for a portable visible near-infrared spectrometer2022

    • 著者名/発表者名
      Kittipon Aparatana, Muneshi Mitsuoka, Eizo Taira
    • 学会等名
      第38回近赤外フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Possibility of Correlation between Sugar Parameter and Sugarcane Canopy Using a Multispectral Imaging and Portable Visible Near-infrared Spectrometer2022

    • 著者名/発表者名
      Kittipon Aparatana, Yumika Naomasa, Muneshi Mitsuoka, Eizo Taira
    • 学会等名
      第80回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Possibility of sugarcane diagnosis using a UAV equipped with a multispectral camera2021

    • 著者名/発表者名
      Kittipon Aparatana, Yumika Naomasa, Muneshi Mitsuoka, Eizo Taira
    • 学会等名
      第79回農業食料工学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of the cane quality model using portable near-infrared and benchtop near-infrared spectrometer2021

    • 著者名/発表者名
      Kittipon Aparatana, Yumika Naomasa, Muneshi Mitsuoka, Eizo Taira
    • 学会等名
      1st Japan, Thailand and Indonesia Joint Seminar on Sustainable Agricultural Development Goals (SADGs)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-03-26  

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