静岡大学、AI 灌水制御による高糖度トマトの大量安定生産に成功と発表

2019.02.02

社会課題

LoveTech Media編集部コメント

農業領域におけるAI技術の活用が熱い。

この度静岡大学の峰野研究室が、進めていた研究成果として、AI活用による灌水制御での高糖度トマトの大量安定生産に成功したという発表がなされた。

トマトなどの植物は、栽培過程で適度な水分ストレスを付与するという緻密な灌水制御が必要なため、”高糖度”のトマトを栽培するには熟練農家の勘と知恵と経験が必要な領域であった。

一方峰野研究室では、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、草姿画像と、温度・湿度・明るさなどのデータを活用して灌水を制御するAIの研究開発に成功した。

地元企業であるHappyQuality、サンファーム中山と連携し、AIでの灌水制御による中玉トマト栽培の実証実験を行ったところ、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という。

つまり、職人による長年の経験や勘がなくとも、美味しいトマトが作れるということだ。

今後、様々な異なる栽培条件での実証実験や新たなる栽培手法の確立、教育教材化などの研究開発をしていくと共に、技術の実用化を目指して、静岡大学発ベンチャーのアグリエアや地域社会と連携していくとのこと。

熟練農家によるノウハウの効率的な継承や負担軽減、競争優位性の実現を目指し、この貴重な研究成果を、ぜひスピーディーに社会実装していってもらいたい。

以下、リリース内容となります。

この度、峰野研究室では、AI（人工知能）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ました。

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ますが、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でした。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し、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ました。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ります。

その後の研究開発によって本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)HappyQuality（宮地社長ら）、サンファーム中山(株)（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行いました（図１）。

図１．栽培実験の様子

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ました。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、ある意味、植物の顔色をうかがいながら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できました（図２）。

図２．中玉トマト低段密植養液栽培実験の結果

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きます。また、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㈱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きます。

※本研究は，下記事業の支援を受けて行われました。

＜戦略的創造研究推進事業さきがけ＞
研究領域：情報科学との協働による革新的な農産物栽培手法を実現するための技術基盤の創出
研究課題名：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
研究代表者：峰野博史

＜A-SAP 産官学金連携イノベーション推進事業＞
プロジェクト名：農業 AI を用いたストレス栽培向け灌水制御の実現
申請企業名：（株）Happy Quality
プロジェクトリーダー：峰野博史

【お問い合わせ先】
部局名静岡大学情報学部
担当者峰野博史（みねのひろし）
電話番号 053-478-1491（大学研究室）
メールアドレス mineno@inf.shizuoka.ac.jp

【広報に関する問い合わせ先】
部局名静岡大学総務部広報室
電話番号 054-238-4407
ＦＡＸ番号 054-237-0089
メールアドレス koho@adb.shizuoka.ac.jp