| 研究課題/領域番号 |
22K05903
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 北陸先端科学技術大学院大学 |
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研究代表者 |
内平 直志 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (30393838)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 農業ナレッジマネジメント / デジタルツイン / 物理センサー / 気づき / 自然言語処理 / 音声つぶやきシステム / 知識共有 / 現場知識 / 機械学習 / 潜在知識 / スマート農業 / ナレッジマネジメント / Internet of Things / 人間センサー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農業の知識共有・継承の手段として，IoTやAIを活用するスマート農業の研究・開発が推進されているが，農業の現場で利用可能な物理センサーは温度・湿度・土壌センサーなどに限られる．一方，農業者の五感による「気づき」は物理センサーでは不可能な様々な状況を検知できるセンサーである．本研究では，農業者の作業中の気づきを音声でその場で入力し，物理センサーと人間の気づき（人間センサー）のデータを統合・分析・知識化するとともに，農業者の更なる気づきを誘発し潜在的な知識を言語化する人間と機械（IoT/AI）の協働型の農業ナレッジマネジメントシステムを提案・開発し，農業の現場で長期間試行し有効性を評価する．
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| 研究実績の概要 |
提案書の研究計画に従って，２０２３年度は下記の研究開発を行った．
（Ａ）「物理センサーと人間の気づきの統合・分析による可視化・知識化技術の開発」に関しては，物理センサーと人間の気づきデータの統合することで，機械学習による農業環境の予測精度を向上する技術を開発し，国際会議（International Conference on Knowledge, Information and Creativity Support Systems）で発表し，IIAI Letters on Informatics and Interdisciplinary Researchに掲載された．
（Ｂ）「農業者の気づきを誘発する気づき支援技術の開発」，（Ｃ）「農業者の気づきの相互作用による潜在知識の言語化支援技術の開発」（Ｄ）「蓄積された知識の活用（内面化）手法の開発」に関しては，（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を包括する「Human-Centric Digital Twin」のコンセプトを洗練化し，国際会議（Portland International Conference on Management of Engineering and Technology）および国内論文誌（ナレッジ・マネジメント研究）で発表した．また，（Ｂ）（Ｃ）に関しては，自然言語処理技術を用いた気づき（現場知識）の誘発技術を開発し，電子情報通信学会の国内会議で２件発表した．
（Ｅ）「農業ナレッジマネジメントシステムの開発」および（Ｆ）「農場での長期間試行評価」に関しては，２０２２年度に開発した「農業ナレッジマネジメントシステム用音声つぶやきシステム」を農場で短期的に試行評価し，使用上の課題を明らかにして，システムを改良した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
提案書の研究計画に対して概ね計画通りの研究開発を実施できた．本研究の基本コンセプト「Human-Centric Digital Twin」および要素技術を開発・洗練化し，その成果を積極的に学会発表するとともに，その成果を組み込んだシステムを開発した．特に，近年急速に発展している大規模言語モデルに基づく自然言語処理技術を用いた気づきの誘発技術に関しては，その有効性が確認でき，目標の人間・機械協働型のナレッジマネジメントシステム実現に向けて大きな進展であったと思われる．
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| 今後の研究の推進方策 |
提案書の研究計画に従い，（Ａ）「物理センサーと人間の気づきの統合・分析による可視化・知識化技術の開発」に関しては，新たに時系列データ解析手法を組み込んだ精度のより高い機械学習手法を開発する．（Ｂ）「農業者の気づきを誘発する気づき支援技術の開発」，（Ｃ）「農業者の気づきの相互作用による潜在知識の言語化支援技術の開発」（Ｄ）「蓄積された知識の活用（内面化）手法の開発」に関しては，最新の自然言語処理技術を活用した要素技術をさらに洗練化するとともに（Ｅ）「農業ナレッジマネジメントシステム」に組み，（Ｆ）「農場での長期間試行評価」を行う．また，研究成果を積極的に国内外の会議及び論文誌に発表する．
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