植物映像のゆらぎ解析による作物給水ニーズの推定

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07974
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 農業環境・情報工学
• 研究機関: 桐蔭横浜大学
• 研究代表者: 佐野 元昭 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授(移行) (90206003)
• 研究分担者: 杉本 恒美 桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80257427)
• 研究協力者: 内川 千春 ; 大平 武征 ; 白川 貴志
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 植物の水ストレス / 固有振動数解析 / Webカメラ / スピーキング・プラント・アプローチ / 超節水精密農業

研究成果の概要

土耕栽培における最適潅水制御に向けて、我々は、植物の水ストレスを葉の固有振動数の変化によって推定する方法を検討してきた。しかし、葉の振動を動画像により計測する際に用いられる相関追尾法は、追尾に使用する注目領域の設定が必要であり、そのため、自動計測化が困難となっていた。
そこで本研究では、相関追尾法によらない方法として、植物の映像ゆらぎから植物の葉の固有振動数を計測する方法を提案し、それを用いて自動計測ができるかを検証した。その結果、鉢植えの小松菜について30分毎の葉の固有振動数の変化の連続自動計測に成功した。これにより、葉の固有振動数の日周変化を自動的に長期間にわたり計測することが可能になった。

自由記述の分野

信号処理

研究成果の学術的意義や社会的意義

この方法により、様々な植物について、葉の固有振動数の長期間にわたる日周変化が容易に計測できるようになるため、植物の葉の固有振動数の日周変化の機序の解明がさらに進むものと期待でき、植物生理学的な意味でも意義がある。
また、多くの植物についてデータを取ることにより、葉の固有振動数の日周変動の仕方の変化と葉の水ストレスとの関係についても、より明確になると考えられ、それにより、植物の水ストレス推定がより正確かつ容易に行えるようになることが期待される。その結果、植物工場のみならず、一般家庭においても、土耕栽培植物の最適潅水制御を容易に行なうことができるようになると考えられ、社会的意義も大きいと考えられる。