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2015 年度 実績報告書

SPA技術を基盤とした並列試行型強化学習による太陽光植物工場への知能実装

研究課題

研究課題/領域番号 26292134
研究機関愛媛大学

研究代表者

高山 弘太郎  愛媛大学, 農学部, 准教授 (40380266)

研究分担者 高橋 憲子  愛媛大学, 農学部, 助教 (80533306)
羽藤 堅治  愛媛大学, 農学部, 教授 (50274345)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード知能化 / 植物診断 / 食料生産 / 画像解析
研究実績の概要

愛媛大学植物工場研究センターの小型実証温室(トマト1,000株/400m2)にChl蛍光画像計測ロボットを導入し,6ヶ月以上の長期にわたって高精度生体情報(光合成電子伝達活性と茎伸長)と環境情報(日射・気温・養液)を連日取得した。さらに,得られた生体情報と環境情報の関係を網羅的に解析するためのソフトウェアを開発し,植物の環境応答の季節変化を把握することに成功した。また,直近の一定期間(14日間)における光合成機能指標(光合成電子伝達活性指標)と環境要因との間に高い相関(R>0.7)が認められた場合,その回帰直線からの乖離程度を数値化することで,異常環境応答を検出するアルゴリズムを開発し,実証試験に着手した。

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

当初の交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」におおむね沿った研究を遂行できている。

今後の研究の推進方策

当初の交付申請書に記載した「研究の目的」および「研究実施計画」に沿って研究を遂行する。なお,本年度は「SPA技術を基盤とした並列試行型強化学習による太陽光植物工場への知能実装(国際共同研究強化)」にも着手するため,共同研究先であるオランダ(ワーゲニンゲン大学,Prof. van Henten)との連携を強化するかたちで,より発展的な内容とする。

次年度使用額が生じた理由

新規に作製する予定であったクロロフィル蛍光画像計測装置について,井関農機株式会社との共同研究において資材提供(植物生育診断装置,PC6C)があり,これを改造して用いることで本年度の研究を遂行することができた。次年度の研究にて,本年度の計測結果に基づいた新規の計測装置の開発を行うこととした。

次年度使用額の使用計画

本年度の計測結果を踏まえて,クロロフィル蛍光画像計測装置を開発する費用として使用する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件) 図書 (3件)

  • [国際共同研究] Wageningen University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Wageningen University
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] 高軒高温室における夜間気温および養液濃度の違いがパプリカの生育と収量に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      橋田祐二,高橋昭彦,高橋憲子,仁科弘重,高山弘太郎
    • 雑誌名

      Eco-Engineering

      巻: 28(2) ページ: 29-36

    • DOI

      http://doi.org/10.11450/seitaikogaku.28.29

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of diurnal variation of tomato transcriptome through the molecular timetable method in a sunlight-type plant factory2016

    • 著者名/発表者名
      T. Higashi, Y. Tanigaki, K. Takayama, A. J. Nagano, M. N. Honjo and H. Fukuda
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 87 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.00087

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptome Analysis of Plant Hormone-Related Tomato (Solanum lycopersicum) Genes in a Sunlight-Type Plant Factory2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Tanigaki, Takanobu Higashi, Kotaro Takayama, Atsushi J. Nagano, Mie N. Honjo, Hirokazu Fukuda
    • 雑誌名

      PLOS one

      巻: 10 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0143412

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高軒高温室における長期の加湿処理による飽差環境の違いがパプリカの葉の形態・光合成機能および収穫物に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      橋田祐二・高橋昭彦・下元耕太・高橋憲子・仁科弘重・高山弘太郎
    • 雑誌名

      Eco-Engineering

      巻: 27 ページ: 91-98

    • DOI

      http://doi.org/10.11450/seitaikogaku.27.91

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物診断ロボットを用いた太陽光植物工場の環境制御の高度化2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 雑誌名

      科研費NEWS 2015年度

      巻: 3 ページ: 13

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] クロロフィル蛍光画像計測ロボットによる高精度植物生体情報計測-太陽光植物工場の知能化にむけて-2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 雑誌名

      研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM)

      巻: 2015-CVIM-197(5) ページ: 1-4

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 太陽光植物工場における農作物生産の品質管理2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 雑誌名

      品質

      巻: 45 ページ: 19-23

  • [雑誌論文] クロロフィル蛍光画像計測ロボットによる植物診断2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 雑誌名

      ハイドロポニック

      巻: 29 ページ: 28-29

  • [学会発表] 太陽光植物工場における植物診断ロボットによる農作物生産の品質管理-日本とオランダにおける展開-2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      標準化と品質管理沖縄地区大会2015~グローバル視点からの標準化活動を目指して~
    • 発表場所
      沖縄産業支援センター(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2015-10-13 – 2015-10-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物診断ロボットによる高精度成育状態把握と環境調節の知能化2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      施設園芸新技術セミナー ・機器資材展 in 中国四国
    • 発表場所
      三木町文化交流プラザ(香川県三木町)
    • 年月日
      2015-10-01 – 2015-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] クロロフィル蛍光画像計測ロボットを用いた植物環境応答の高時間分解計測2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎, 古田大輔, 坂井義明, 稲葉一恵, 高橋憲子, 仁科弘重
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2015年宮崎大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
  • [学会発表] クロロフィル蛍光画像計測ロボットによるトマトの茎伸長量の計測2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎, 池田友美, 坂井義明, 戸田清太郎, 高橋憲子, 仁科弘重
    • 学会等名
      日本生物環境工学会2015年宮崎大会
    • 発表場所
      宮崎シーガイア(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-11
  • [学会発表] 太陽光植物工場の知能化に向けた高精度生体情報計測2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      植物感染生理談話会
    • 発表場所
      道後メルパルク松山(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物診断ロボットが可能にする高精度成育状態把握と環境調節の知能化2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      全国野菜園芸技術研究会愛媛大会
    • 発表場所
      奥道後壱湯の守(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Daily Measurement of Tomato Plant’s Biological Information with a Chlorophyll Fluorescence Imaging Robot2015

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Takayama
    • 学会等名
      2015年植物工場技術に関する公開講座-3
    • 発表場所
      中国農業大学(中国北京市)
    • 年月日
      2015-06-26 – 2015-06-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クロロフィル蛍光画像計測ロボットによる高精度植物生体情報計測 -太陽光植物工場の知能化にむけて-2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      情報処理学会 コンピュータビジョンとイメージメディア研究会IPSJ SIG-CVIM: COMPUTER VISION AND IMAGE MEDIA
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • 年月日
      2015-05-18 – 2015-05-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 施設園芸栽培管理のための生体情報ビッグデータ2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      第31回シンポジウム 「ビッグデータによる農業のイノベーション」
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-05-12 – 2015-05-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物生体情報計測ロボットによる太陽光植物工場の知能化2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎
    • 学会等名
      「ビッグデータ×農業シンポジウム」
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-04-14 – 2015-04-14
    • 招待講演
  • [図書] 生きものたちをつなぐ「かおり」~エコロジカルボラタイルズ2016

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎(著者多数,松井健二ら編著)
    • 総ページ数
      211
    • 出版者
      フレグランスジャーナル社
  • [図書] 閉鎖生態系・生態工学ハンドブック2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎(著者多数,大政謙次ら監修)
    • 総ページ数
      448
    • 出版者
      (株)アドスリー
  • [図書] 施設園芸・植物工場ハンドブック2015

    • 著者名/発表者名
      高山弘太郎(著者多数,日本施設園芸協会編集)
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      農山漁村文化協会(農文協)

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公開日: 2017-01-06  

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