IoT･AI技術を活用した新たな養蜂の展開～ミツバチと共生する都市環境について考える～(スマート都市養蜂システムの研究開発事業)

佐藤証

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もくじ

養蜂の現状と課題
新しい都市養蜂センサーシステム
分蜂の検知
カメラシステム
外部発表
今後の展開
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養蜂の現状と課題

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食料の9割を占める100の作物種の７割の受粉にハチが媒介 (国連環境計画 2011)

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世界の経済的利益は最大で年間66兆円(政府間科学-政策プラットフォーム 2012)

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ハチ目は半数の種が絶滅の危機に米国のマルハナバチの1種が20年で87%減少

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世界的な気候変動
侵略種や病原菌などの生物学的要因 6

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肥料や殺虫剤などの化学物質による汚染
農業や都市化，森林伐採による生息地減少

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単品種を育てる大規模農業

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花の咲く時期以外はハチにとっての砂漠

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都市には意外と蜜源があり農薬の心配もない

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屋上での都市養蜂が静かなブームに

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ラングストロス養蜂箱が広く用いられる

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1852年のラングストロスの発明以来

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170年間 同じ養蜂箱が使われている

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養蜂家のカンや経験に大きく依存
巣箱の内検が頻繁に必要
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個人の趣味としての敷居が高い

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都市養蜂のすそ野の拡大を目的にIoTやAI技術を導入したハチの見守りシステムを構築
センサやカメラで状態を24時間モニタ
問題を検出してユーザに通知
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新しい都市養蜂18

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養蜂家のカンだけに頼らない
スマート都市養蜂を原宿・赤坂で実施

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複数のセンサとカメラで24時間モニター 20

(1) 低電力無線センサ開発
温湿度の24時間監視⇒ 内検の煙･温度変化によるストレス軽減
温湿度センサ重量の変動監視⇒ 群勢･採蜜量の判断
無線･低電力化⇒ 設置･保守が容易
バッテリー駆動化 重量センサ(3) 管理システム開発
エッジコンピューティング⇒ 通信量削減と高速化
遠隔管理システム
Edge Computing⇒ スマホでどこからでも AIスピーカー
AIスピーカー連動⇒ 音声インタフェースなどの機能拡張

スマート都市養蜂

遠隔管理(4) 実運用化－ 持続可能な都市の実現 －無線ソーラー･コン
遠隔監視カメラシステム
トローラ⇒低コスト化⇒ 発電管理による
小型赤外線暗視カメラ
低コスト化
電力の安定供給
暗視カメラ⇒巣箱内観察都市養蜂と都市農業
機械学習
機械学習による外敵検知
AIの融合⇒複数カメラの高精度⇒ 養蜂環境の向上
リアルタイム検知と作物の受粉(2) AIカメラ開発

都市養蜂×都市農業

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ビルの屋上で本格的な果菜類の水耕栽培 22

ベランダにトマトの緑のカーテン 23

農地での生産から都市で楽しむ農業へ

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センサで遠隔管理 25

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センサーシステム

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養蜂システム構成

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AIスピーカー

遠隔監視

スズメバチが来ています！

Internet
養蜂施設

カメラ

センサ

モバイルルータ

データ解析
エッジサーバ

管理サーバ

Wi-Fiルータ
通信･データベース･可視化ツール

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乾電池で動作する低電力センサを開発
テスト回路

オリジナル基板

改良基板

2週間動作

５ヶ月動作

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温湿度と重量センサ用に50枚製造

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温湿度と重量センサモジュールへの実装
重量センサ

温湿度センサ30

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モバイルルータに6000台のセンサを接続可

接続実験

サーバー画面31

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都内の養蜂施設にセンサを設置

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現地で巣箱を持ち上げて貯蜜を調べなくても33

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スマホで遠隔モニタ

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分蜂の検知

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新女王が生まれるとき半数のハチが旧女王と出て行く

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2022年5月2日午前11時40分
急激な重量低下高体温(37℃)

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分蜂には約一時間を要する

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監視カメラによる動体検知

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アラートを受けて捕獲に成功

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2022年5月3日 午前9時40分

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2022年5月6日午前10時分蜂熱(38℃)
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カメラシステム44

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ミツバチの活動を動画で監視したい45

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個人養蜂家の多くはペットとして飼育

ミツバチは群で意思決定をする
群ごとに個性を持つ46

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ペットの見守りと同じ感覚
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徘徊する女王バチ

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門番に追い返されるよそ者

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日本ミツバチのスズメバチ撃退法『熱殺蜂球』
朝日新聞2020年９月３日

50スズメバチを撃退するセイヨウミツバチ

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スズメバチの来襲は初期対応が重要
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一日中監視するのは困難
動画の通信速度と容量の問題

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AIエッジコンピューティングで物敵検知
SNSでユーザに通知
1ボードマイコンで10台のカメラ映像を処理

通知
外敵体認識
モバイルルータ
Raspberry Pi

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養蜂場で機械学習用のデータを収集

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学習モデルの精度を向上させ誤検知を０に 56

カマキリの検出

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ミツバチのカウント

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暗視カメラによる巣箱内モニタ

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外部発表

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展示会への出展

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都市環境・生物多様性・地域活性化

63学会・国際コンテストでの表彰

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UEC Satoh Lab65

環境省グッドライフアワード受賞・SDGｓイベント講演

外務省の国連食糧システムサミット等の資料に掲載 65

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今後の展開

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坂戸市で採蜜量を増やす研究を実施
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校舎屋上に都市養蜂・農業の施設を構築
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スマート養蜂の成果をコオロギ飼育へ応用

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環境への負荷が小さい代替タンパク
フードロスを飼料へ利用できる
昆虫食が注目されている

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ご清聴ありがとうございました71