2016 Fiscal Year Research-status Report
スマート植物生産を支援するモバイル生体情報モデリングガジェットの提案
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16K07975
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
星 岳彦 近畿大学, 生物理工学部, 教授 (80219162)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧川 義浩 近畿大学, 先端技術総合研究所, 准教授 (60446010)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロ分光器 / トマト群落 / CO2センサ / 分光ガジェット / デジタルファブリケーション / Arduino |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンピュータを付加した低コスト小型センシングシステムに、生体情報モデリングソフトウェアを内蔵し、その計測地点の局所的環境計測値から、植物物質生産、植物光形態形成、病害微生物の感染可能性などの推定値を指標として、表示・警報・記録する小型ツールを開発することを目的とする。
低コストマイクロ分光器を用いた植物の光環境を計測する分光ガジェットを開発・試作した。400～800nmの光量子束を1nm毎に取得でき、PPF相当で0.05～2000μmol m-2 s-1の広いレンジで測定できる性能になった。デジタルファブリケーションの技術を用いて、3Dプリンタで植物葉を模した筐体を製造して収め、外形寸法171×100×36mmで、重量144gになった。モバイルバッテリを使用すると、電源不要で3日間程度連続して5分間隔でスペクトルデータをマイクロSDメモリカードに取得できた。部品価格は1台約3万円で、5台試作した。これを用いて、施設トマトの群落を試験測定し、計測値から、スペクトロミクス図生成、LAI推定値の非破壊計測、フィトクロム平衡値の推定などが、多点で連続的に行えることを確認した。学会発表やテスト計測を通じて、試作機を紹介したところ、和歌山県農業試験場をはじめ複数の機関から、使用してみたいとの要望が出され、試作機を提供した。評価結果を今後の改良に活用する予定である。
光合成ポテンシャルを簡易測定するガジェットについては、最近製品販売された9800円の低コストCO2センサを採用できるか、機器の評価試験を実施した。
種々のセンサを利用して環境情報から病害防除の適切なタイミングを予測する防除支援ガジェットについて、病害拡大に関与すると考えられる「光環境」に着目した。本年度ではその「光環境」を適切に測定するためのガジェットの試作、検討および設置場所の検討を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究補助の予定でアルバイトの雇用契約をした院生が疾病により、休学・退学してしまい試作実務のマンパワーが不足してしまった。学部生等の複数の研究室学生がボランティアで試作を支援してくれたので、分光ガジェット開発は想定以上に研究が進捗した。次年度に開始予定の、小課題(2)の試作機の中小規模施設使用者の試用・評価・改良にも先んじて着手することができた。
その一方で、光合成ポテンシャルを簡易測定するガジェットの開発については、マンパワーを分光ガジェットに回さざるを得なかったため、超小型風速センサの評価試験ができず、CO2センサの評価までに止まってしまい、研究の進捗が予定よりやや遅れている。
両者を総合して、おおむね順調に進展していると進捗状況を評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、超小型風速センサの評価試験を行い、光合成ポテンシャルを簡易測定するガジェットの試作を完了させる予定である。また、分光ガジェットについては、試作機を提供した中小規模の施設の使用による評価結果のフィードバックを受けて、完成度を高める予定である。防除支援ガジェットについては、判定アルゴリズムなどに必要な環境パラメータを明らかにすべく、光環境などの計測を施設で実施する。これらの方策により、当初の計画通りの研究推進を目指す。
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| Causes of Carryover |
研究補助の大学院生アルバイト人件費を計上していたが、当該院生が疾病のため休学してしまい、執行できなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ガジェット製作部品の必要数見込みが当初より多くなったため、物品費として使用する予定である。
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