農業・食品分野は伸びしろ大きいフロンティア

農研機構と東京工科大学との包括連携協定締結はJAcom農業協同組合新聞で2月24日に報じたが、今回は、包括連携によって当面めざす「連携課題」を紹介する。

農研機構の久間和生理事長は、「農業・食品分野は伸びしろが大きく生命科学のフロンティアでもある。今回の連携で、まずは両機関の強みを生かし、放牧管理の省力化と野生動物による農作物被害の低減に取り組む。社会的経済的にインパクトの大きい成果をあげたい。ＩＣＴ、ＡＩと農業の両方がわかる人財はまだまだ少ないので、人材交流を通し、農業の課題を解決する人材育成もめざしたい」と語った。

東京工科大学を運営する学校法人片柳学園の千葉茂理事長は、「専門学校が母体となって開設した東京工科大学は実学主義、真に役に立つ研究をめざしてきた。自給率向上や輸出拡大、生産性向上と環境保全の両立に協力できれば、こんなにうれしいことはない」と話した。

畜産の省力化と獣害低減―当面の3つの課題

農研機構の中川潤一統括執行役は、「生産基盤強化と生産性向上が日本農業の課題となっている。今回の包括連携の第1弾として、畜産分野にスマート農業を適用し、畜産の省力化と獣害対策に取り組む。放牧管理の省力化では1人当たり管理面積を1.5倍に拡大する、獣害の低減ではシカ等による牧草地の食害を（2023年比で）3割減らすことをめざす」と課題と2031年度までの目標を説明した。

課題は以下のとおりである。
課題１　急傾斜放牧地における放牧管理支援システムの開発
課題２　動物行動制御による獣害低減システムの開発
課題３　動物モニタリングとデータ分析のよる放牧地運用支援

急傾斜放牧地での放牧管理システムのイメージ。ヘビ型ロボットやドローンがインフラの整わない環境でも稼働する（農研機構・東京工科大学「連携課題の概要」）

課題１では、山の斜面のように傾斜した放牧地の管理に適したロボットやドローンを開発し、家畜管理作業の省力化を農研機構が持つ実フィールドで運用を実証する。東京工科大学が持つ不整地走破性の高いヘビ型ロボットなどの技術を生かし、人を負担を減らしながら安全で効率的な放牧管理の実現をめざす。

光や音による刺激を用いたシカの行動制御のイメージ。ドローンがシカを検知して低出力レーザーで追尾・誘導する。（農研機構・東京工科大学「連携課題の概要」）

課題２では、シカの聴覚や視覚刺激による行動制御技術を開発し、その効果検証を農研機構の実フィールドで実証する。これまでの罠による捕獲や電柵設置とは違う低侵襲・非侵襲な方法として、ドローンからシカ自身の警戒音を流したり、生物を模倣した特殊なプロペラ音を利用したりすることで、効果的・持続的にシカを誘導することをめざす。シカを発見するカメラについては、現状は固定型だが、今後、ドローンも含め移動型の見回りも開発したいとした。

家畜の健康管理、集畜（牛追い）を効率化するイメージ。AIスパコンによる解析で、広大な放牧地での管理作業を最適化する。（農研機構・東京工科大学「連携課題の概要」）

課題３はハードを動かすための「知能」にあたる解析基盤の整備だ。傾斜地を含む広大な放牧地を人が見て回るのは多くの負担がかかる。その軽減には、ハードだけでなく、それを動かすための情報やアルゴリズムが必要になる。牛の体調の把握、集畜（牛追い）作業の効率化を考えている。体調把握では複数のセンサーを用いてデータを集め、ＡＩも活用して牛の状態を遠くから見守る仕組みを開発していく。集畜作業効率化のためには牛と管理者の移動軌跡の結果を解析し、これをモデル化する。

スマート畜産、データとＡＩの力で

東京工科大は、ＡＩスパコン「青嵐」を用いて大量の情報解析や大規模なシミュレーションすることができ、農研機構は放牧牛と管理者の移動軌跡等の収集・マッピングをしてきた実績がある。こうした実績を背景に、牛の見守りや集畜作業の省力化を図り、「データとＡＩの力で持続可能なスマート畜産を実現できることを示したい」と東京工科大学工学部の黒川弘章教授は説明した。

酪農を選んだ理由についての質問に、「ディスカッションを重ねていく中で、われわれが持っているロボットやＡＩ技術が（畜産分野に）使えるんじゃないかということが見えてきた」と黒川教授は答えた。農研機構の中川統括執行役は「今回、東京工科大学さんのシーズと農研機構のニーズとのマッチングを図って『まずは畜産』としたが、その後、連携テーマの拡大、食料自給率向上を含めた課題について考える」とした。