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使用了IoT和无人机的“智能农业”最前线

“智能农业”成为了农业课题的解决对策

农业×先进技术=智能农业。这个乘法算式正在推动日本农业向新农业迈进。

根据农林水产省的数据,被称为基础农业生产者的个体农业从事人员的数量由2000年的大约400万人降到了2010年的大约250万人。而2020年减少到了136万人,其中95万人年纪在65岁以上,占总数的大约70%。平均年龄为67.8岁。面对农业就业人口的显著减少和高龄化,实现农业智能化可谓是当务之急。

智能农业的关键词是机器人、AI、IoT、ICT等先进技术的灵活应用。在农业中引进自动驾驶拖拉机、自动飞行无人机、谷物联合收割机、收割机器人、无人机等,以此来解决课题,实现省力化和省人化的同时确保熟练人员的作业能力。目标是提高收获量和质量、降低成本和收入有所增加的新农业。

农林水产省在2019年启动了智能农业实证项目,在日本全国148个地区进行技术实证实验。在生产现场使用机器人、AI、IoT等先进技术,通过从生产到出货的一条龙实验检测经营效果,开展着有助于全社会实施的各种活动。我们一起来看一看智能农业的几个事例。

利用IoT加速拖拉机的自动驾驶化

代表日本的农机农具制造商开创行业先例,在2018年向市场推出了使用卫星和固定基站进行自动驾驶的自动拖拉机和机器人拖拉机。采用的系统是以卫星来定位,加上来自固定基站的辅助信息来提高位置准确度。自动拖拉机实现了使用者搭乘状态下的方向盘自动操作等部分自动驾驶(自动驾驶等级1),不论熟练程度如何都能进行高精度作业。而另一种机器人拖拉机则可以在使用者的监视下进行无人独立行驶(等级2),可以进行无人独立作业。

通过将这种搭载了IoT的机器人拖拉机(无人)和有人拖拉机相结合实现协调作业,让一名作业人员能够完成两个人的作业面积。此外,一个人还可以一次完成2项连续作业,实现几项作业的同时进行,可以在适当时间作业而不受天气的左右。

上市初期,无人作业区域的田地面积(农作物的栽种范围)为122×76米,占69%,之后扩展到了枕地(播种机等的转弯区域),占比提高到72%。加上外围作业工序,进一步扩展到88%。为实现无限接近100%在不断进行着挑战。

机器人拖拉机上装有多波段天线,通过维持位置信息稳定实现了低速自动行驶,还为同时播种作业的高精度化进行着技术开发。此外,还对可以自动转弯的自动插秧机进行了商品化,力求减轻长时间作业引起的驾驶疲劳。还提出了在未来对所有装有方向盘的机械进行无人化,实现驾驶智能化,为此进行着开发和商品化。

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使用无人机进行农药播撒、获取数据

运用传动带夹带搬运技术,可以对胡萝卜、白萝卜、甜玉米、卷心菜、白菜进行无损伤自动收割,其他的农业机械专业制造商正在积极进行这种自动收割机的商品化,扩展着农业的自动化范围。在卷心菜收割机的自动作业开发项目中使用照相机、GPS天线、自动操舵装置和控制装置,进行着卷心菜无人自动作业收割机和自动搬运车的开发。

今年1月,通信巨头和无人机制造商等成立了新公司,业务涉及利用无人机进行农药播撒、施肥、检查农作物生长状况等智能农业的推动和普及、检查和保养服务以及活用无人机获取的数据的各种解决方案业务。此外还可以看到活用无人机实现IoT化,以此实现作业自动化、信息共享、数据活用等的趋势。

在这种情势下,日本国内无人机商务市场(服务、周边服务、机体的总和)从2017年度的503亿日元攀升到2018年度的931亿日元,几乎翻了一倍,20年度又翻了一倍、飙升到1932亿日元,增幅显著。作为市场预测,23年度规模将达到4086亿日元,而25年度将会达到6427亿日元。(Impress综合研究所《无人机商务调查报告书2020》调查结果)

从带动无人机市场发展的各服务领域的市场变迁中可以看出,直到20年度为止,农业都居首位,并大大领先于第二位。21年度虽然让检查领域占据了首位,农业屈居第二,但差距甚微,而且和第三及之后的土木、建筑、防止犯罪、空中摄影领域等拉开了很大距离。而25年度除了检查领域之外,预计物流也会有很大增长,农业将占总体的2成,为第二位,期待农业领域能够发展成为千亿日元市场。

和市场整体趋势相呼应,为了实现智能农业,农业从事者方面也在扩大田地、集中农地、荒废农地及废耕地对策、一年两收等经营改革、改进上投入了力量。与此同时,在省人化、省力化方面,利用了IoT的智能农机的引进也初现成效。譬如,《经营耕种面积的各规模动向》中指出,各经营主体的经营面积正在年年增加。有调查结果显示,拥有10公顷以上经营面积的经营主体的农地占比从2005年的34%上升到了2020年的56%。为了解决农业的现有课题,现场正在进行各种各样有助于实现智能农机成果最大化的挑战。

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