AIによる灌水制御で高糖度トマトの大量安定生産に成功──静岡大学

静岡大学情報学部の峰野博史研究室は、AIによる灌水制御で高糖度トマトの大量安定生産に成功したという研究結果を発表した。

この研究は「多様な環境に自律順応できる水分ストレス高精度予測基盤技術の確立」という研究課題のもと、峰野博史教授が実施。産官学連携事業「A-SAP 産官学金連携イノベーション推進事業」のひとつとして「農業AIを用いたストレス栽培向け灌水制御の実現」というプロジェクトで共同実施された。(以下、峰野研究室の発表を参照)

トマトなどの植物では、栽培過程で適度な水分ストレスを付与することで高糖度な果実を栽培できることが知られている。緻密な灌水制御を必要とするため、熟練農家の匠の技の結晶だった。

そこで峰野研究室では、2017年に植物の水分ストレスは植物のしおれ具合から把握できると仮定し、低解像度の草姿画像と、温度、湿度、明るさという比較的収集容易なデータのみを使用して、植物の茎の太さ(茎径)の変化量を高精度に予測。その予測結果に基づいて灌水を制御するAIの研究開発に成功した。茎径計測のための装置設置の負担が不要なだけでなく、日射比例のように閾値を天候に応じて調整する負担も不要になる。

その後の研究開発によって、AIの予測精度を大幅に向上させるとともに、地元企業である株式会社Happy Quality(宮地社長ら)、サンファーム中山株式会社(玉井社長ら)と連携し、AIでの灌水制御による中玉トマト栽培の実証実験を実施。その結果、AIによる灌水制御で平均糖度8.87(最大16.9)、従来の日射比例による灌水制御を超える高糖度トマトを負担軽減で大量安定生産できることが示された。


また、灌水や成長によって変化の仕方が変わる茎径のように、植物の環境応答といった、植物の顔色をうかがうようなかたちで灌水制御することで、果実の可販率向上につながることも確認。今後様々な異なる栽培条件での実証実験を進めるだけでなく、IoTやAIといった情報科学的アプローチを活用した新たな栽培手法の確立、教育教材化など研究開発していくという。

合わせて、本技術の実用化を目指し、静岡大学発ベンチャーとして起業したアグリエア株式会社や地域社会と連携し、長年の経験と勘に基づいて習得したノウハウの効率的な継承や、AIとの協働による負担軽減、競争優位性の実現を目指していく。

<参考URL>
静岡大学プレスリリース「AI による灌水制御によって高糖度トマトを負担軽減で大量安定生産成功」
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  1. 田牧一郎
    たまきいちろう。68歳。日本で15年間コメ作りに従事した後、アメリカに移り、精米事業、自分の名前をブランド化したコメを世界に販売。事業売却後、アメリカのコメ農家となる。同時に、種子会社・精米会社・流通業者に、生産・精米技術コンサルティングとして関わり、企業などの依頼で世界12カ国の良質米生産可能産地を訪問調査。現在は、「田牧ファームスジャパン」を設立し、直接播種やIoTを用いた稲作の実践や研究・開発を行っている。
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    田中克樹(たなかかつき)。32年間の農業出版社勤務を経て、2020年末、故郷の八ヶ岳南麓に帰郷。仲間と共に農業・福祉系NPOを立ち上げ、遊休農地・耕作放棄地を再生し、心身の癒しや健康づくりにつながる有機無農薬の体験型農園づくりに取り組む。NPOでは田んぼ除草にホバークラフトを活用したスマート技術を開発中。農と風土(フード)を愛する人たち向けのブックカフェ・居酒屋を開くのが夢。
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    大阪工業大学大学院修了。福井県職員として、農業試験場研究員、専門技術員、農業技術経営課長、農林水産部技幹を経て退職。現在、日本生産者GAP協会常務理事、日本農業サポート研究所主席コンサルタント。
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    なかむらけいすけ。明治大学農学部卒業後、日本農薬株式会社に約7年勤務。その後、大手経営コンサルティング会社を経て、FOOD BOX株式会社を2019年7月に起業。Facebook:https://www.facebook.com/foodboxjp/、Instagram:https://www.instagram.com/foodbox_jp/
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