Feature3

生体群制御とロボット養殖

2.2

2.3

漁法と魚類の感覚器

今日まで様々な漁法が開発され利用されてきている

古澤 洋将*1 佐々木 義一 *2

が、黒木の分類によると、これらは大きく魚を誘引する 方 式（ 表 1 ）と 追 い 込 み 方 式（ 表 2 ）に 分 け ら れ る [ 2 5 ] 。

Grand design of Robotic Aqua Farming by Electric Fish-cluster Control
Yosuke Furusawa*1, Gichi Sasaki*2
Abstract - Focusing on bio-electro signals, we developed a ﬁsh-cluster control technology and system that guides and ﬁxes ﬁsh-clusterin water including ﬁsh and shellﬁsh, crustacea, underwater mammals and the like to arbitrary positions in water using electricity. As anexample of applying the ﬁsh-cluster control technology to a larger scale, we showed the idea of robotic aqua farming intended not touse a ship.
Keywords: automate aqua sea farming ﬁsh-cluster control guide robot

1.

まえがき

人 類 は 、数 万 年 前 か ら 農 業 を 営 み 、飢 え を 技 術 に よ って少しずつ克服してきた。この頃の人類は、麦や豆類から炭水化物等を補給し、野生の動物や魚介類を採集して蛋白質等を補給していた。紀元前数千年頃になると、野生の動物を家畜化し、計画的に蛋白質等の補給頭とした産業動物の利用が行われている。

一方で、漁業とりわけ養殖に注目すると、初期は紀元前 1100 年頃の古代中国において鯉類の養殖 [1]、その後は古代ローマにおいてウツボやウナギの養殖が行われた [2]。しかし、農業に比べて漁業の工業化は非常に遅く、現代的な養殖の誕生は、1960 年頃のタイセイヨウサケ（ノルウェー）まで時代を待たねばならない [3]。

言うまでもなく、農業と漁業の工業化が急速に進んだのは、世界的な人口増加と旺盛な食糧需要 [4] のためである。将来のさらなる人口増加に対処すべく、今後はさらに良質な食糧を大量に生産しなければならない。
このような背景のもと、魚介類の養殖において牛・豚・鶏等の畜産と同じように、より管理的かつ計画的に行うことを目指したものとして 1980 年代の海洋牧場構想（マリーンランチング計画 [5] やマリノべー
シ ョ ン 構 想 [ 6 ] ） が 挙 げ ら れ る 。 こ の 構 想 は 、「 広 い海域で魚介の行動を制御しながら発生から採捕収穫までを管理する漁業システム」と中村らが定義し、養殖の対象魚だけでなく、環境や飼料までを含めた漁業システム全体を研究した [7]。その後、2000 年代に入り高井らが「魚介類の行動制御による非囲い込み型養殖システム」を提唱し、牧羊犬のように自律型監視ロボット（AUV）を用いて魚介類の行動を制御する研究を行った [8]。しかし、これまでに魚介類の自律的な行動を制御する方法は開発されていなかった。

そこで我々は新たに、魚介類や甲殻類･水中ほ乳類応用したシステムをロボット養殖 [ 1 4 ] と 名 付 け 、 工業化漁業の構想を述べる。
2.
2.1

16

生体群制御とロボット養殖

表1

魚類の感覚器と誘引方式による漁法への活用
誘引方式

区分音

用法

例

捕食音

鰹釣り 、シャワー

生殖音

超音波

和光

集魚灯

味 ・匂い

ま た 、人 が 生 体 へ 電 気 を 与 え た 例 と し て 、4 6 年 に ロ ー
マ人医師 Scribonius Largus は、疼痛の治療としてシビレエイの電気を患者に用いた [16]。 その後の時

慕光

イカ釣水銀灯擬餌色

曳縄（ホロ）

適温

水流

適流

圧力

適深特質

消極的である。生体が反応するまで待ついて魚を捕る特許を出願してから [22]、世界的に電気漁法が始まった [23]。1885 年には、高橋が電 気 捕生態に直結して、漁場を形成する音法に関する研究が進み、1953 年には太 田 ら が 魚 類 肉質に対する低周波電戟の影響を研究し [24]、1955 年

則によって、日本の一部地域でこの漁法は制限されて一 方 、 こ れ ら 魚 を 捕 る 以 外 の 研 究 も 行 わ れ た 。1 9 2 2

年に田村が電気を応用した魚道閉塞装置を研究しどに魚を寄せ付けなくする電気スクリーンが登場した[29]。2000 年には関谷らが、電気スクリーンは鯉や鮒には効果が認められるものの、稚鮎には効果がないことを明らかにした [30]。

炎重工技報 Vol.1 2017

海水に用いる電気ショッカー [33] は、マグロなどとって安全な状態で水揚げ作業ができる。また、水揚げの際に大型魚が暴れないため、消費者にとっては筋肉の焼けなどが抑えられた良質な食材を得ることができる。海水に用いる電気ショッカーは、牛や豚、他の食肉獣にも同じように用いられており [34]、特別な方法ではない。

電気スクリーンは、棒状の電極を魚の侵入を防ぐようにスリット状に並べたものである [35]。主 に 淡 水

荒縄ロープ使われ、水中生物群の移動を制限するために用いられ

気泡網
嫌忌性化学物質

硫酸銅
酢酸銅

強電流

電気スクリーン
電撃漁法
電殺い る ）。

[32]、海外では食用を含めて使用されている。

フラッシュ

おどし網

電気

日本国内では主に外来魚を捕獲する目的で使用され点滅光

電気感覚を詳らかにした [26]。現 代 で は こ れ ら の 研

立に至った（ただし、各都道府県が定める漁業調整規に 注 意 が 必 要 で あ る 。淡 水 に 用 い る 電 気 シ ョ ッ カ ー は 、旋網

明色味 ・匂い群 は 、浮 き 袋 を 含 む 身 体 の ほ と ん ど の 筋 が 麻 痺 す る 。

烈光
瞬光

山森が電気ショック対する魚類の反応を研究し、魚のを感電（麻痺）させる漁法（Electro-ﬁshing）の確

叩網音戟垣網に は 黒 木 が 電 戟 漁 法 を ま と め た [ 2 5 ] 。1 9 9 2 年 に は 、究成果のもと、電気ショッカー [27] が開発され、魚例追い込み

光て 使 用 す る [ 3 1 ] 。 そ し て 、電 撃 を 受 け た 生 物（ 特 に 魚 ）する。電撃を受けた大型魚は気絶するため、作業者に用法

鯨 機 と 電 気 釣 針 の 特 許 を 出 願 し た 。 そ の 後 、 電 気 と漁ように動かしながら、電極に数十 V の直流電圧を加え圧（50/60Hz）を数 十 秒 以 下 の 時 間 だ け 加 え て 使 用

追い込み方式衝撃音

淡 水 に 用 い る 電 気 シ ョ ッ カ ー は 、作 業 者 が 船 に 乗 り 、棒の先端に電極を取り付けて、電極を水中で走査するの頭部に電極を取り付け、数十〜 400V 程度の交流電魚類の感覚器と追い込み方式による漁法への活用区分区別される。の大型魚を漁場で水揚げするときに、作業者が大型魚自然的で無理がない。

1863 年に、イギリス人の I s h a m B a g g s が 電 気 を 用圧 と 少 な い 電 流（ 電 力 ）は 静 電 気 と し て 扱 わ れ 、 一 般 にがすべて水面に浮かび上がるわけではない、という点必要がある。魚種が限定される。

表2な電流のことを、電撃と呼んでいる。なお、過大な電ようとした魚はそのまま水底に沈む。電撃を受けた魚-温度

電圧を電極に加えることによって生物が麻痺すること浮上しようとした魚はそのまま水面に浮かび、沈降し

餌 、血液、etc…

-

Luigi Galvani は、電気を用いて蛙の筋肉を収縮させ体工学の礎となった [18][19][20][21]。

誘引性化学物質

電気

代を経て、1771 年にイタリア人医師・物理学者のる実験を行い [17]、今 日 に 続 く 電 気 生 理 学 や 医 用 生

電 撃 漁 法 の大まかな手法 は、電 極 を 水 中 に沈めまたは電 撃 を 受 け た 魚 は 、電 撃 を 受 け る 直 前 の 状 態 に よ っ て 、

イカ釣餌木

デンキウナギの捕食行動などが知られている [15]。と電気スクリーンが挙げられる。

を利用したものである。このときの過大な電圧と過大まる場所を見つけて）採捕する点において、これまで生体群制御

自然界において他の生体へ電 気 を 与 え る 例 と し て 、

特 に 、電 撃 を 与 え る 装 置 を 電 気 シ ョ ッ カ ー と 総 称 す る ）しかし、どの漁法や漁場にせよ、対象魚を集めて（集光

はじめにび事例として、2.1 節で紹介した電撃漁法（本項では電極を対象魚に取り付け、自然界に存在しない過大な魚 が 自 然 的 に 集 ま る 場（ 漁 場 ）の 存 在 も 知 ら れ て い る 。

位置に誘導および固定する生体群制御の技術を開発した [9][10] [11][12][13]。ま た 、 こ の 技 術 を 養 殖 に電気を用いて水中生物（群）を制御する先行研究及ろう。また、漁法ではないが、親潮と黒潮の交点など等を含む水中の生体群を、電気を用いて水中の任意の[28]、その後はダムの放水路や水力発電所の取水口な*1: 炎重工株式会社 研究開発部*2: 岩手県山田町の漁師（60 年超）*1:R&D Dept, Homura Heavy Industries Corporation.
*2:Fisher-man (over 60-years), he lives in Yamada, Iwate, Japan.

餌釣り・イカ釣り、追い込み方式による網漁などであ違いはなかった。

ができるようになった。現 代 で は 工 業 化 農 業 が 進 み 、大型機械による農作物の大量生産や、牛・豚・鶏を筆これらのうち最も代表的な漁法は、誘引方式による電撃漁法と電気スクリーン

生体電気信号

生体群制御

温度

高温 、 低温

自然環境下の漁法

水流

強流として 、考えられない

圧力

不適深その他

貧酸素

特質

積極的である。随時に適宜実施し得る。
どの魚種にも適用できる。
人工的で強引である。

生体群制御とロボット養殖海底火山

または汽水域に設けられたダムや水力発電等の水門にている。河川の流速や電極の構成によって、いくつか強さの異なる数十 V の直流電圧を組み合わせて使用する。電撃を受けた生物（特に魚）群は、電気スクリーンから逃避するように移動する。

電気ショッカーも電気スクリーンも、高電圧ないし強 電 流 を 用 い る 点 で 共 通 し て い る 。も し も 電 圧 や 電 流 、
印 可 時 間 等 を 制 限 し な い 場 合 、 生物自身が持つインピーダンス抵抗によって、電撃を受けた部分が自己発熱によって焼けてしまう [36]。焼 け た 部 位 は 、 軽 傷
であれば治癒によって機能が回復し、重傷であれば機能が失われる。言い換えれば、電気ショッカーも電気スクリーンも、本質的に生体に対して強い攻撃性を有している。

炎重工技報 Vol.1 201717