はじめに
近年、農業はデジタル技術の発展と共に進化を遂げ、スマート農業が注目を集めています。
農林水産省によると、スマート農業は、ロボット、AI、IoTなど先端技術を活用する農業のことを指しており、センサー、データ分析、自動化などのテクノロジーを駆使して農業プロセスを最適化することが可能になります。
政府や農林水産省も農業従事者の減少や生産性の向上に向けた施策として、スマート農業の実用化に向けた法整備や産学官連携の強化等、積極的に取り組みを推進しています。
本記事では、スマート農業の概要と、その導入がもたらす様々な利点および課題、そして今後のスマート農業の展望について詳しく探っていきます。
スマート農業の技術とツール
冒頭に記載した通り、ITやロボット、AI等の先端技術の著しい進展を背景に、農業分野においても、生産性向上に貢献するスマート農業が進められてきました。
以下に、スマート農業に関連した技術の代表例を紹介します。
例えば、センサーを用いて土壌の状態や気象条件をリアルタイムでモニタリングし、データ分析によって最適な作物の種まき時期や水やりのタイミングを判断したり、農業機械の自動制御やドローンを用いた監視もスマート農業の一環として進んでいます。
また、生産データの一元化や収穫予測等、農業における経営にまで踏み込んだ技術も普及しつつあります。
スマート農業技術の活用例
【自動走行トラクター】
自動運転の分野では、耕うん整地を無人で、施肥播種を有人で行う有人-無人協調作業を実施。慣行作業と比較した省力化効果や作業精度等について検証するとともに、リスクアセスメントに基づく安全性の評価を行います。
システムの導入により、限られた作期の中で１人当たりの作業可能な⾯積が拡大し、大規模化が可能になります。
参考：ヤンマー（株）
機械名：ロボットトラクター[88〜113馬力]
価 格：1,528〜1,798万円（税込）
2018年10月 販売開始
出典：ヤンマー（株）Webサイトより
【無人自動走行システム】
また、農研機構、北海道大学、農機メーカー等が協業し、ほ場間での移動を含む遠隔監視による無人自動走行システムを開発したことにより、無人のロボット農機が圃場間を移動しながら連続的かつ安全に作業できるようになりました。
【ドローンを活用したセンシング】
ドローンの分野では農薬の散布や作物のセンシング、生育状態の分析等に活用されています。離陸・散布・着陸までを完全に自動で行うシステムも登場しており、誰もが、毎回、同じ精度の散布が可能となる再現性の高い効果が得られます。
ドローンについてはこちらの記事でも詳細に取り扱っています。
【環境制御】
農業ハウス内に温度、湿度、土壌水分量、日射量等を計測することができる各種センサーを設置、クラウドへ集約することで適切な水管理や室温管理ができるようになり、作物の収量や品質の向上につながります。
また、新規就農者にも利用しやすく参入が容易であることも特徴の一つです。
【農業用アシストスーツ】
建設業等で作業負荷軽減のために利用が進むアシストスーツですが、農業においても作物の収穫時に活用が進んでいます。収穫や持ち上げ運搬作業等の軽労化により、高齢者や女性等の就労支援につながっています
【熟練農業者の技術・判断の継承】
また、新規就農者の参入のハードルを下げるために熟練の農家の技術を継承するための取組も進んでいます。山梨市では、地方自治体、農協、大学、企業が一体となって、地域の振興品種のシャインマスカット栽培における技術継承に向けた取組を実証しています。
房づくり、摘粒、収穫時期の判断といった熟練農業者の匠の技を、農業者が装着するスマートグラスで撮影し、データ化。AI解析やローカル5Gの活用により、新規就農者が装着するスマートグラスに作業のポイントを投影、熟練農業者の技術を継承し、高品質な果実産地の持続的発展を目指しています。
【自動収穫ロボット（第10回ロボット大賞農林水産大臣賞受賞）】
AGRIST株式会社はピーマンの自動収穫ロボット「L」を開発、ハウス内に張られたワイヤー上をロボットが移動し、AIで収穫適期のピーマンを判定・収穫することができます。
人の作業負荷の一部をサポートする「人と共存するロボット」をコンセプトに、安価・簡単操作を実現したことで、夜間の稼働などで全収穫量の2割程度を収穫することが可能になり、着果負担の低減による病害虫の抑制と収量増加にも貢献しています。
今後の展望として、日々の収穫作業と同時にカメラで植物体を撮影することで、AIを活用した画像解析による病害虫の早期発見や、収穫量の予測技術を開発しているとのことです。
【データ連携によるフードチェーンの最適化】
農業の経営全体に係るトレンドとしては6次産業化が進んでおり、生産から加工・流通・販売・消費までデータの相互利用が可能なスマートフードチェーンプラットフォームを構築が進んでいます。
共同物流によるCO2排出削減や需給マッチングによる食品ロス削減により、環境負荷を低減することで、資源を無駄にしない効率的な生産・流通によるサーキュラーエコノミーを推進しています。
＜内閣府SIP（戦略的イノベーション創造プロジェクト）「スマートバイオ産業・農業基盤技術（H30〜R4度）」において開発＞
スマート農業の利点と課題
【生産性向上】
スマート農業の導入により、農業生産性が飛躍的に向上します。正確なデータと分析に基づいた意思決定は、無駄を削減し、質の高い作物の収穫につながります。また、農業機械による作業の自動化に伴い、営農面積の拡大に踏み込む農家も見られます。
【リソースの効率的な利用】
スマート農業は、水やりや肥料の使用量を最適化することで、時間や資源の効率的な利用を実現します。センサーがリアルタイムで土壌の水分状態をモニタリングし、必要に応じて水を供給することで、無駄な水の使用を抑制し、持続可能な農業を実現します。実際に自動水管理システムを導入した農家では平均して80%もの時間の作業時間の短縮につながっています。
【新規就農者の参入】
「農作業のハードル」が下がり、農作業の経験がない女性スタッフなど社内の人材が新たに活躍できる機会をもたらしています。こうした経験の浅い職員の活躍や新規就農者が増えていくことで、付⾯積も1.4倍に拡大し、女性、高齢者、学生アルバイトも含め、多様な人材が集う法人経営を実現した事例もあります。
今後の展望
スマート農業は今後も進化を続け、新たな技術が導入されることが期待され、ますます効率的かつ持続可能な農業が実現し、食料生産の課題に対する解決策となるでしょう。
農林水産省は「2025年までに農業の担い手のほぼすべてがデータを活用した農業を実践」を目標に掲げており、今後もスマート農業の導入に向けた更なる取り組みや支援が行われることが予想されます。
まとめ
スマート農業は、デジタル技術の進化と農業の統合によって、農業の未来を切り開く重要な手法となっています。生産性向上、資源の効率的な利用、精密農業の実現など、その利点は多岐にわたりますが、今後ますます進化が期待され、持続可能な農業を確立する一翼を担うでしょう。スマート農業の導入によって、私たちの食料の安定供給が確保され、農業の発展が促進されることが期待できます。
