| 研究課題/領域番号 |
21K20604
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0604:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
藤永 拓矢 福岡大学, 工学部, 助教 (40910633)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | スマート農業 / 収穫ロボット / 監視ロボット / 生育状態マップ / 収穫しやすさ / 収穫効率 / 切断点の検出 / 汎用性 / 農業ロボット / 収穫 / 剪定 / 監視 / 切断点 / 多機能 / トマト収穫ロボット / 収穫戦略 / 自動収穫システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農業従事者の減少，高齢化，後継者不足等への問題解決が喫緊の課題となっている．労働者の負担軽減や作業効率化のためにロボットや人工知能などに関する技術を活用し，農作業の自動化，熟練者のノウハウの情報化を目指したスマート農業，農業のデジタルトランスフォーメーションの実現が不可欠である．本研究では，農業分野へのロボット導入を目指し収穫の自動化に焦点をあて，収穫ロボットにおける「収穫しやすさ」に関わる要因を明らかにして定量的に評価する．加えて，監視ロボットが取得した情報とその「収穫しやすさ」に基づき収穫ロボットの収穫戦略を構築した自動収穫システムを提案する．
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| 研究成果の概要 |
本研究の主な成果は以下4つである：（１）収穫しやすさの定義および定量化，（２）収穫しやすさに基づく収穫効率の推定，（３）農作物収穫のための切断点の検出，（４）汎用性を考慮した農業ロボットの提案．（１）では，収穫実験の結果から収穫しやすさの支配的な要因として遮蔽率を挙げ，その定量化手法を提案した．（２）では，（１）の結果を基に収穫可能な果実の個数およびその収穫に要する時間を推定した．（３）では，（１），（２）とは異なる収穫方法を採用した場合の切断点検出手法を提案した．（４）では，農業ロボットのプラットフォームを提案し，そのケーススタディとして収穫ロボットと監視ロボットを開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
スマート農業に関する研究は多様化しており様々なアプローチがなされてきた．しかし，これからは各要素技術を統合しシステム化して，実証実験からその有効性を評価することが重要である．本研究では農園のシステム化を目指して監視と収穫の自動化に焦点を当てた．先行研究では議論の少ないロボットにとっての「収穫しやすさ」を定義し定量的に評価し，それを用いて農園内にある農作物の収穫可能な個数や総収穫時間を推定した．これにより，ロボットを農園に導入する際の効果を定量的に評価することができる．営農者はその効果を踏まえて農業をマネジメントでき，それは農業分野における社会問題（例えば，労働者不足）の解決に寄与すると考える．
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