収穫ロボットの多機能化による高品質イチゴの生産評価手法の開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26292133
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 小林 研 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター 企画部, 部長 (90391490)
• 研究分担者: 山本 聡史 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター 総合機械化研究領域, 上級研究員 (20391526) ; 清水 浩 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (50206207) ; 伊藤 史朗 愛媛県農林水産研究所, 企画環境部環境安全室, 主任研究員 (50504130) ; 林 茂彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター 高度作業支援システム研究領域, 主席研究員 (80391530) [辞退] ; 手島 司 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター 労働・環境工学研究領域, 主任研究員 (10391509) ; 内藤 裕貴 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業技術革新工学研究センター 高度作業支援システム研究領域, 研究員 (20794118)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 農業工学 / 生物・生体工学 / 知能機械

研究実績の概要

１ イチゴ収穫ロボットへの糖度選別機能の追加については、収穫ロボットへ追加可能な糖度の計測システムを試作してその精度を調べた。開発した計測システムは、収穫ロボットのエンドエフェクタに果柄を把持されたイチゴをRGB-Depthセンサで一方向から撮影し、画像処理によって果実の姿勢、赤道部の位置を推定する。推定結果に基づき、ロボットアームが果実の赤道部を近赤外分光器の採光部から5mmの距離に位置決め後、分光計測により糖度(Brix%)を推定する。糖度の推定精度は、搾汁計測値に対してRMSE 0.8 Brix％であった。
２ 機械授粉装置の利用技術では、３Dカメラで移動栽培装置で生育中のイチゴ株群の画像を取込み、その画像から花の三次元座標を計測し、その座標に超音波を集束させることで花を加振して花粉を飛散させて授粉するシステムを構築した。渡辺農園（愛媛県松山市）で移動栽培装置を用いて、変調周波数を10～100 Hzの範囲で変えて授粉試験を行なったところ、筆を用いた手作業授粉と比較してほとんどの変調周波数で超音波授粉のほうがしいな発生率が低い結果となり、超音波授粉の有効性が確認された。
３ 光・温度環境制御と果実品質の関係解明では、イチゴ移動栽培装置の下部には車輪が付設しており、栽培中でも場所移動が可能であることから、本装置を利用した場所移動による地点別の環境変化と果実品質への影響を調査した。まず、試験圃場の紫外線量を地点別に調査すると変動係数で約0.15のばらつきがみられ、この要因には東西南北の違いやハウス鉄骨直下による陰など立地条件等が関係し不可避であった。同一圃場で栽培ベッドの移動を４回行うと変動係数が0.07となり、ばらつきが半減した。この変動抑制は果実品質、特に果肉部色調に影響がみられ、着色程度の低い果実の発生が抑制された。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] 定置型イチゴ収穫ロボットによる糖度計測技術の開発―反射方式と透過方式の比較― (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪田将吾、手島司
  • 学会等名: 農業食料工学会関東支部
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2016-08-01 – 2016-08-01