農学会・日本農学アカデミー共同主催
公開シンポジウム

2017.3.11

ＩＣＴ・ロボットによる食料生産のイノベーション

北海道⼤学⼤学院農学研究院
野⼝ 伸

内閣府 戦略的イノベーション創造プログラム (SIP)「次世代農林⽔産業創造技術」
プログラムディレクタ― ⽇本農業の現状と課題
 スマート農業技術の開発状況〜 内閣府SIP「次世代農林⽔産業創造技術」

 スマート農業普及に向けた⾃治体の役割
HOKKAIDO UNIVERSITY, SAPPORO, JAPAN⽇本の農家の平均年齢は︖

66.5歳

⽇本の農家年齢の海外との⽐較

農業におけるスマート化の必要性
⽇本農業の現状

⽇本農業の⽬指す姿（⽇本再興戦略2016）

 基幹的農業従事者（仕事として⾃営農業に主として従事した者）
は 174 万⼈で、3年前に⽐べて31 万⼈（15％）減少

 コメの⽣産コストを全国平均⽐４割削減
 2023年までに法⼈経営体数を2010年⽐約４倍の５万法⼈
 ６次産業化の市場規模を2020年に10兆円
 2020年の農林⽔産物・⾷品の輸出額１兆円⽬標を前倒しで達成

 基幹的農業従事者の平均年齢は66.5 歳となり、65 歳以上が占める割合は 61％

労働⼒不⾜が深刻な⽇本農業を”儲かる”産業へ
スマート農業技術によって期待される効果
 労働⼒不⾜の解消
 プロ農家の技術の継承 ⇒ 新規就農者の早期育成
 ⽣産の低コスト化
 農産物の品質向上・収量増
 「プロダクトアウト」型から「マーケットイン」型農業への転換
 農業の魅⼒アップ ⇒ ⻘年層の新規就農促進 ⽇本農業の現状と課題
 スマート農業技術の開発状況〜 内閣府SIP「次世代農林⽔産業創造技術」

 スマート農業普及に向けた⾃治体の役割
HOKKAIDO UNIVERSITY, SAPPORO, JAPANスマート化による次世代農業の姿 内閣府SIP「次世代農林⽔産業創造技術」
準天頂衛星
フィールド
データの観測・収集

地球観測
衛星

UAV

生産者

営農管理システム

リモートセンシング
ロボット
農業気象
フィールド
データの通信通信システム

営農への利活⽤

フィールド
データの蓄積データベース

圃場水管理
営農⽀援情報の抽出データ分析

スマート農業モデル
IoT

内閣府SIP「次世代農林⽔産業創造技術」

ビッグデータAI

地域が育てる
次世代農業
期待される効果
 営農ノウハウが情報として次世代に継承
 定時・定量・定質な農産物の供給
 ６次化に向けて必須な⽣産システム

情報収集

情報蓄積・解析

営農実践• 気象情報• 作業適期• 作業計画の最適化• 作物⽣育情報• 品質・収量予測• ロジスティクス最適化• 作業情報• 病⾍害診断• 精密管理・ロボット化

地球観測衛星によるリモートセンシング (1)⼩⻨品質（タンパク）予測マップ

タンパク

低中高

• 6次産業化推進に有⽤• 農家の技術アップに有⽤地球観測衛星によるリモートセンシング (2)⽔稲幼穂形成期の ⼩⻨伸⻑期のクロロフィル量
窒素量
⽞⽶タンパクマップ（⾷味マップ）

収穫適期マップ

期待される効果

 産地スケールの品質確保
 ブランド化戦略⽴案

可変施肥による品質向上
ポイント
⾼い地上分解能⾼い頻度で撮影

⼩型衛星群の活⽤

UAVによるリモートセンシング
47344304763450

Utm-Altitude [m]4734380

UTM-Northing [m]UTM-Northing [m]4763400

47633504763300

47632504763200
66280047343304734280

SPAD値 [-]
42 - 47
37 - 4232 - 37
27 - 32
22 - 27
17 - 2212 - 176 - 12
1- 6
No Data

473423047341804734130

662850662900662950663000661540663050UTM-Easting [m]

地形

⼟壌肥沃度

661590661640661690661740661790UTM-Easting [m]窒素ストレス
期待される効果⼟壌⽔分

 スマート施肥 農家の技術アップ
 品質・収量の⼩⻨
⾼位安定化
倒伏シェアリングエコノミー（空間情報）

⽶と⼩⻨について品質・収量の⾼位安定化
現在

トラクタや管理機にセンサを搭載して可変施肥ドローンによるリモートセンシング〇 ⼟壌肥沃度マップ〇 作物窒素ストレス
SPADマップマップ
土壌腐食含量マップ〇 タンパク含量マップ〇 収量マップ

農家が⽣育センサを所有
地域で空間情報を共⽤

最適な⾃動⽔管理システム
アメダス

作物成育モデル
センシング
データ
 湛⽔深
 地下⽔位
 ⽔温
 ⼟壌⽔分メッシュ
気象データ
1kmメッシュで全国をカバー期待される効果 圃場⽔管理の超省⼒化
 新規就農者でも最適な⽔管理が可能
 分散・多圃場の⽣産現場で多⼤な効果

農作業のロボット化

1年後
KPI

2020年までに遠隔監視による無⼈作業システ
ムの社会実装 （官⺠対話における安倍総理の指⽰）

期待される効果 労働⼒不⾜の⼤幅改善
 作業精度・作業能率の向上
 農業従事者の業務
内容の転換

3年後

ロボット農機の作業⾵景

施肥・播種

除草

農薬散布農道移動から農作業

レーザーセンサによる障害物の検出と衝突回避

2台のロボットトラクタによる協調作業
代かき作業

耕うん作業

ロボットトラクタ２台とオペレータ1名による協調作業システム

日中の作業

夜間の作業

オペレータは作業監視役（⾼齢者・⼥性・未経験者でも安全に⾼精度作業が可能）マルチロボットシステム
複数のほ場で使⽤~~~~~~~~~~~~

１つのほ場で使⽤~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~

期待される効果
⼤規模経営

規模拡⼤に対してトラクタなど機械の⼤型化によらず、今使っている機械台数を増やす。

⼩型軽量 ⇒ ● ⾼い安全性● 良好な⼟壌環境 集落営農

各農家所有の⼩型ロボットトラクタを貸し借りして柔軟な作業体系を組む。

マルチロボットの作業⾵景
特⻑︓Ｎ台の協調作業ができる。

複数のほ場で使⽤

１つのほ場で使⽤

⼩区画ほ場から⼤区画ほ場まで使える
マルチロボット農林⽔産省

ロボット農機に関する安全性確保ガイドライン（最終案）
本ガイドラインはロボット技術を組み込んで⾃律的に⾛⾏⼜は作業を⾏う⾞両系の農業機械の安全性を確保することを⽬的として、リスクアセスメントの実施など安全性確保の基本的な考え⽅、関係者の役割等についての指針を⽰すものである。（抜粋）
最終案公開︓2016年３⽉18⽇ 策定︓2017年3⽉末
対象技術︓・有⼈－無⼈協調システム
・無⼈作業システム
ポイント・使⽤上の条件（使⽤者・使⽤環境）
・リスクアセスメントと保護⽅策
・安全性確保のための関係者の取組・事故等発⽣時の対応
・国等の施策ロボット農機の低コスト化を⽬指して 2018年4⽉にサービスが始める準天頂衛星システム(QZSS)に対応した低価格な受信機
⽬標価格︓現在の1／7程度、数⼗万円
SIP「次世代農林⽔産業創造技術」で開発中

 トラクタの装備シンプル化による低価格なベースマシン

現在のトラクタ

エアコン・オーディオ・低振動座席・低騒⾳キャビンなどを装備した優れた居住性

QZSS
受信機

ロボットトラクタ

⼈がトラクタを畑まで運搬する上で必要最⼩限の機能

ロボット運搬法

トラック利⽤ほ場間移動用に自転車利用（農研機構）

バーチャルトレーラー（ロボット群の⾃⾛） ⽇本農業の現状と課題
 スマート農業技術の開発状況〜 内閣府SIP「次世代農林⽔産業創造技術」

 スマート農業普及に向けた⾃治体の役割
HOKKAIDO UNIVERSITY, SAPPORO, JAPAN⾃治体の取り組み
岩見沢市の地域戦略
地域の農業生産基盤・技術等の整備・普及、生産効率性の向上● ICT農業普及促進事業：営農者のオートパイロット等への導入支援● 革新的技術開発・緊急展開事業（農水省指定）

スマートロボットによる低コスト精密農業
高精度生育予測に基づく農作業意思決定支援機能の構築 等
地域農業及び農業関連産業の活性化による雇用増加等の経済効果● 地域産業等協働促進事業：農を中心としたバリューチェーン促進● ICT活用型総合戦略推進事業（地方創生加速化交付金事業）
ICT特性を活かし産学官連携による地域課題解決・企業誘致・雇用創出の連動

農業所得の向上、及び農産物の品目別生産量の増大●地産地消等向上対策事業：道内外における販売促進など知名度向上等

健康経営都市戦略との連動へ岩⾒沢市のスマート農業インフラ
RTK-GPS基地局

GPS基地局が３か所設置されており、市内全域をカバー〇〇

次世代型農業システム●気温・降⽔量・降雪量・湿度・⾵向・⾵速●翌々⽇までの予報データ●50mメッシュでのデータ提供

ICT利活⽤の先進地域である岩⾒沢市が全⾯的に協⼒130名の農家による「いわみざわ地域IT農業利活⽤研究会」が組織化

農林⽔産業におけるロボット技術導⼊実証事業 (H27-農⽔省)

岩⾒沢地区ロボット技術実証コンソーシアム)● 岩⾒沢市と連携して地域農業の発展のために推進● ロボットの最適な利⽤体系を農家とともに創出「いわみざわ地域IT農業利活⽤研究会」
参加のもと⼤規模実証試験を実施

夜間作業

代かき作業
プロ農家
走行誤差
[cm]

15.4

ロボット作業

3.5

走行誤差
[cm]

プロ農家

ロボット作業

11.5

2.9

データセンター

クラウドシステムによるデータ分析（営農管理システム）

生産者

情報の利活⽤⽅法○〇○

多圃場や⽔⽥輪作の中で作業の優先順位を決定する。
空いている農機を農家集団で融通する。
地域の作物⽣育情報を共⽤する。

農林水産省「革新的技術開発・緊急展開事業」北海道次世代水田作コンソーシアム

シェアリングエコノミー（農機）

空き農機共⽤による機械購⼊費削減〇 農機仕様・所有者・保管場所などの登録〇 農機使⽤状況（履歴・予定）

期待される効果○ 現有農機の有効利⽤による⽣産コスト削減○ 営農規模拡⼤のリスク軽減

フードチェーンシステムのスマート化
広域連携の促進期待される効果
 定時・定量・定品質の⽣産供給体制（リレー出荷の⾼度化）
 ロジスティクスの最適化による物流コストの削減
 ⽣産の広域化によりブランド発信⼒の強化

社会実装のポイント 情報収集の効率化
 低コスト化
 ⾃動化

 ⾃治体との連携
 農家の理解・協⼒
 持続運営可能な事業主体

次世代農業は「地域」で育てる

収穫量・品質データ

営農ノウハウ

地域において利活⽤できるＧ空間情報

スマート農業推進に重要な施策
拠点形成
スマート農業実践
モデル地域を全国に複数設置

農地ディジタル地図の整備・公開

基盤技術

規制・制度
ロボットに適した作業環境の整備○ 道路交通法の緩和○ ロボット農業向け
基盤整備

農村地域における電波利⽤法の確⽴

農業ICT専⾨家育成
農村地域の農業ICT
リテラシー育成

⼈材育成

栽培技術などノウハ
ウの知的財産化のルール整備

スマート農業技術の国際標準化

まとめ 就業者⼈⼝減少と⾼齢化が進む⽇本農業においてスマート農業技術の導⼊は不可⽋。
 ⼈監視のもとでのロボットトラクタが１年以内に社会実装する。農林⽔産省では安全性確保ガイドラインを整備。
 2018年度からサービスがスタートする準天頂衛星システム（⽇本版GPS）はロボット農機の低コスト化に有効。
 ICTにより抽出できる営農ノウハウによって、熟練農家の減少による農業技術の消失を防⽌するとともに新規就農増が期待できる。
 スマート農業の普及には⾃治体の役割が⼤きい。地域活性化の有効な⼿段となる。