OF9 「ロボット事業における中小企業産学連携の在り方２」

栃木県における産学官連携の成果～地域と農業ロボットの発展可能性～
国立大学法人

工学研究科
教 授
尾宇都宮大学
機械知能工学専攻
崎 功 一

大学発ベンチャー アイ・イート㈱ 取締役（共同代表）
工学研究部 学際先端研究部門
工 学 部 機械システム工学科（学部）
工学研究科 システム創成工学専攻（博士後期課程）
オプティクス教育研究センター 兼任
地域共同研究センター・イノベーション創成部門
工農連携実用化・機械創成プロジェクト/移動技術を基盤と分野
融合プロジェクト・プロジェクトリーダー
1はじめに (1/3)■研究テーマロボット，ロボット技術に関する研究
キーワード：
移動ロボット，ロボットビジョン，農業ロボット，知能システム，マイクロシステム，ものづくり，感性評価，など

詳しくは

特殊機構

尾崎功一 宇都宮大学

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つくばチャレンジ2009，2011～1４ 課題達成

■研究室メンバー（平成28年9月現在）
博士後期（システム創成工学専攻）
4名（社会人2名）
博士前期（機械知能工学専攻）
M2
7名
M17名
学部生（機械システム工学科）
4年生 7名

ボケ計測とμオペレーションロボットビジョンによる円筒形状部品の検査実用化

2はじめに (2/3)
1995

2000

2005

2010

2015

2020

独立駆動型３軸全方向移動ロボット（理研）（95）
イチゴ優秀味覚賞(15,16)

宇大着任（96）・研究室設立(97)

原子力保全作業用ロボット（理研）(90-96)
自律分散型ロボットシステム／自律分散制御
ロボット間通信（無線ＬＡＮ）
ロボットサッカー
ＲｏｂｏＣｕｐ(97-02) ロボットビジョン／xy色度分布

視覚移動ロボットとちぎコンソ→ロボット研究分科会(04-05)
ロボットビジョン
xy色度分布

ズーム計測
（移動視）

イチゴ容器商品化(14)大学発ベンチャーロモビリティ陽東(06-09)

イチゴ摘みロボット(1号)(05)

文科省事業化
(13-14) 農水省ロボット(15)農水省実用化(09-12)
イチゴ収穫ロボット(2号)(12)

工農技研（現アイ・イート）(14- )磁気ナビゲーション

かわいい感性デザイン賞(14)
磁気ナビ１ｋｍ走破(09)（つくば市長賞09, 11～14）
つくばチャレンジ（P1）(07-12)
つくばチャレンジ（P2）(13-17)
つくばMR特区(12-15) MR自由化?(16- )輪郭ボケ奥行計測

マイクロビジョン（ＶＢＬ）(98- )花粉認識

フラクタル次元科研若A(05-07)

融合領域・実用領域

MRナンバー取得（大学初） (13)イノベーション創成部門(13- )睡眠モニタ（自治医大・看護）3

はじめに (3/3)
宇都宮大学は小さいながらも栃木県唯一の国立大学大企業から中小企業まで様々な企業との共同研究の機会
栃木県，宇都宮市など自治体との連携

栃木航空宇宙懇話会（ＴＡＳＣ）ロボット研究分科会（2002～2004）

勉強会的なロボット開発の共同研究から挑戦的なロボット開発まで

産学官とちぎコンソーシアム事業（2004～2006)
航空宇宙懇話会メンバーの中小企業が代表
基本設計，システム設計・・・・宇都宮大学・栃木県（産業技術センター）
ハードウエア設計・製作・・・・・地域企業数社
平成18年現在

4イチゴ摘みロボットの紹介 (1/2)
標準的な環境を想定
ロボット導入のための整備を行わない一般的な生産環境

ビニールハウスは天候によって明るさが大きく変動する。
また，葉の下，外など，イチゴの位置によって見かけ上の明るさも変動してしまう。

吊り下がって実るイチゴの摘み取りが自動化の第一歩。

比較的平らな地面。
移動ロボットにはありがたい。

70～90cm

5イチゴ摘みロボットの紹介 (2/2)
「収穫」ではなく，まだ「摘み」機能だけのロボット
Y軸

直動３軸
マニピュレータ

Z軸
X軸

ロボットハンドの下に認識カメラ

移動台車

寸法：幅68cm×長さ120cm×高さ120cm
自重：約200kg

イチゴの枝を切取ると同時に把持，果肉にふれずに収穫100g程度のイチゴは確実に把持■「直動マニピュレータ」，「カメラ付きロボットハンド」，「移動台車」から構成■複数の自律モジュールによる自律分散制御■自走式の収穫ロボットとしてはおそらく唯一のロボット
6そもそもイチゴは・・・（Ｑ＆Ａ）
消費者の良くある誤解…
イチゴは収穫後でも熟す（追熟）？
⇒ 熟しません！
スーパーにあるのは完熟イチゴ？
⇒ 違います！
・「完熟イチゴ」という表記はおそらく見られないはず。
・紫外線に当たると収穫後でも色づきはしますが，熟したのではありません。

このような入れ方はナンセンス

生産者の良くある誤解…
プロが触れば大丈夫（痛まない）！
⇒ 物理的な接触が傷み促進！
損傷が目に見えないだけです。
枝だけをつまんで収穫してください。
６割熟度での収穫してるから大丈夫⇒ だから美味しくない（すっぱい）のです。
大きいイチゴができた！
⇒ 輸送中の振動で傷み促進
自重が大きいほど損傷も大きい

見た目がきれいな完熟イチゴを良く見ると…

完熟でしかも大粒のイチゴは海外どころか東京でも出荷不可能
和食ブームでもあり，日本の農産物は高付加価値化につながる⇒新しいビジネスチャンス
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ビジネスも含めた展開 (1/3)
完熟大型イチゴの超高品質流通
 見栄えが際立つ＝大果系イチゴ：1個40g以上
 甘味が強く、酸味が少ない
 甘味と酸味のバランスが絶妙 超安全・安心＝品質担保ICT技術

フルーツではなく，スウィーツとして1個約80g超のイチゴ

 完熟大型イチゴの超高品質・高級ブランドを創出

Project iChiGoイチゴ自重による損傷回避
 超高品質の担保
 海外新規マーケットの開拓
日本産イチゴはStrawberryではない 新規スィーツブランドの創造“iChiGo”
is not a Strawberry !!

他国産イチゴが容易に到達できない超高品質生産・流通システムをICTシステムによって作り 他国産イチゴが容易に到達できない高品質トレーサビリティー
上げ、そして超高品質を担保するによって品質に基く差別化
新規な差別化マーケット⇒「イチゴの超高品質ブランド」を創出

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ビジネスも含めた展開 (2/3)
コンセプト
 果柄と萼及び果底部のみの接触で完全にイチゴを固定可能＝ 可食部に非接触
 イチゴ全体が見える→ドーム型容器
 イチゴ格納作業の容易性→生産圃場で格納 構成パーツ数を最小果実に触れないで
 輸送時の衝撃・振動に耐える収穫・出荷・流通
 量産化可能な形状で設計

緩衝材

緩衝材の弾性変形と樹脂の弾性変形を効
果的に用いて、振動・衝撃に耐えてイチゴを固定する仕組み

量産型イチゴ容器(対象重量50～70g)①キャップ②アウター

特許第5279009号
特願2012-249416
樹脂

特許審査通過③インナー④クッション9ビジネスも含めた展開 (3/3)
果実に触れないで収穫・出荷
熟部（赤い果実）が物理的に接触すると傷みが加速する。
⇒ イチゴは完熟状態では出荷されない。
本当のおいしさで出荷されていない。
一般的には６割熟度で出荷。
それでも，３日程度しか鮮度が持たない。

すでに海外出荷を達成・・・日本初！！
日本産イチゴの欧州出荷！
◎フランス(パリ)への輸出試験(2014/03/08-18)• 品種：スカイベリー(栃木産)，紅ほっぺ(静岡産)• 出荷形態：通常(段ボール箱)• 経路種別：冷蔵扱い＋陸送＋航空機• 輸送時間：収穫後約10日間• 個別容器：全く損傷なし• イチゴ：食味を含めて品質に全く問題なし,損傷なし ⇒品質劣化なし※香港，マレーシアでも輸出実績あり。
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ビジネスも含めた展開 (3/3)

国際味覚審査構（ベルギー）において2015年２つ星/2016年最大の３つ星受賞

三越本店で60ｇ超フレシェル®イチゴ1,728円が完売「三越 イチゴ」で検索

11高付加価値を実現するイチゴ収穫ロボット
省関節構成のマニピュレータ（４関節）インナーをロボットに装着

単眼による自動熟度判定
果皮に触れずにイチゴを収納安定したイチゴ識別により，枝を確実に把持世界唯一の自律走行（レール不要） ジョイパッドで操縦可能

３ＤＣＡＤによる設計
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まとめ ～ブレークスルーできた理由～■企業との信頼関係の構築
ＬＥＧＯロボットの教育活動もしっかり ⇒ 信頼関係構築から「モノづくり力の支援」の関係へ
企業は論文よりも特許，特許データベースを意外に見ている■地域の産業をターゲットに分野融合
コスト・効率重視による産業の移転が見られる（産業の空洞化）
栃木は水，土地，市場の点で農業に適した土地 特にイチゴは収穫高で日本一 農学系と連携■企業規模による違い
研究開発力のある企業は「ヒント」で十分
一般的には「具体性」が求められる「ミドルステージ・テクノロジー」 ＝ハイテクとローテクをつなぐ技術
ハイテクでなくても役立つ技術

コーディネータから本事業が研究にはならないよう警告・・・
2016年「栃木県ロボット産業創出推進懇談会」の設置～ロボットイノベーションを議論
農業ロボットの研究開発は工学系の研究者だけでは難しい
ロボットは主役ではない ・・・ 工学系研究者は裏方がよい（個人的意見）
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