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月刊機能材料 2017年7月号

【特集】ICTシステムを活用した未来を創造するスマート農業

商品コード: M1707

  • 監修: 澁澤栄
  • 発行日: 2017年7月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

澁澤栄  東京農工大学
平藤雅之  東京大学
森本英嗣  鳥取大学
飯田訓久  京都大学
南石晃明  九州大学
菊池豊  (国研)農業・食品産業技術総合研究機構
内野敏剛  九州大学
藤井和子  (国研)物質・材料研究機構
丹康雄  北陸先端科学技術大学院大学

目次

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【特集】ICTシステムを活用した未来を創造するスマート農業

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はじめに
Introduction

 農業は,植物の営みである光合成を利用して人々に有用な資材を生産する業である。範囲は農場から食卓まで,生産者から消費者まで,穀物や畜産製品から繊維・燃料まで多様で複雑ある。ここにICTによる技術革新が波及し農業が変貌しつつある。本稿では,その一端を紹介する。

【目次】
1. 転換期の農業
 1.1 農業技術継承の危機
 1.2 医農連携の様相
 1.3 科学技術行政の相転移
2. スマート・フードチェーン
 2.1 科学技術基本計画における農業の位置づけ
 2.2 栽培技術と育種技術の競争力
3. 農業情報創成・流通促進戦略
4. スマート農業と農業の担い手
5. おわりに

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精密農業の構想と課題
Strategies and Capability of Advanced Precision Agriculture

 1990年代にはじまる精密農業の世界展開は農業と他産業を情報ネットワークでシームレスに結びつけ,農業者と研究者が技術開発のパートナーとしてデータ活用農業の担い手に登場した。農業者をクライエントとして扱う従来の農学や農業行政は変更を迫られつつある。

【目次】
1. データ活用農業
2. コミュニティベース精密農業
 2.1 精密農業
 2.2 精密農業のモード
 2.3 コミュニティベース精密農業
3. アグロメディカルフーズとGAP
 3.1 アグロメディカルフーズ(AMF)
 3.2 フィルムモールド「FleFimo(R)」とは
 3.2 非競争分野としてのグローバルGAP 規準
4. 判断支援サービスの顕在化
5. おわりに

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フィールド・フェノミクス
Field Phenomics

 フィールド・フェノミクスとは,センサネットワークなどIoTを用いて網羅的に収集したフィールドの環境情報,植物・微生物などからなる耕地生態系の情報,ゲノム情報などを統合してビッグデータとして解析する新しい研究分野である。フィールド・フェノミクスの概要および機能材料へのニーズを述べる。

【目次】
1. はじめに ― 農業における多様なニーズ
2. 知財生産型農業ビジネス
3. フェノタイピング
4. プログラミングからデータハーベスト
5. フィールドセンサネットワーク(フィールドサーバ)
6. 機能材料への期待
7. おわりに

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土壌の空間的バラツキと圃場管理
Spatial and Temporal Variability of Soil Properties and Field Management

 土地利用型農業にスマート農業技術を導入するにあたり最も重要な要素技術は土壌情報の収集システムである。本稿では,リアルタイム土壌センサとスマート田植機の紹介を通じて,プロ農家が持つ知見・状況応じた圃場管理を行う上で「アタリ」についてスマート農業がどのようにサポートできるかを議論する。

【目次】
1. 緒言
2. リアルタイム土壌センサ
3. スマート田植機
 3.1 土壌センサ開発
  3.1.1 作土深計測センサ
  3.1.2 電極センサ
  3.1.3 リアルタイム可変施肥システム
  3.1.4  スマート田植機から導出されるビックデータ
4. ビックデータによるバラツキ管理

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圃場群の自動管理システム
Automatic Management System for Farm Fields

 労働力不足が懸念される農業生産現場において,作物や農作業に関する有用な情報をICTにより一括管理するシステムの導入とともに,圃場での農作業を省人化・効率化するため,農業機械の自動化・ロボット化技術によって作業者1 人当たりの作業可能面積を倍増する取り組みが始まっている。

【目次】
1. 農業の現状
2. 農業における地域差
3. 変化する農業
4. 圃場管理情報システム
5. UAVとリモートセンシング
6. ロボット農業機械による圃場管理

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スマート農業モデルによる稲作生産の革新― 農匠ナビ1000 プロジェクトの成果から ―
Innovation of Rice Production by Smart Agriculture Model -From the Results of the Nosho-navi 1000 Project-

 スマート農業モデルによる稲作生産管理技術の革新について述べる。まずスマート農業モデルの観点から「農匠ナビ1000プロジェクト」の情報フローについて述べる。次に,プロジェクトの具体的な成果の事例として,「営農可視化システムFVS」による生産管理技術革新やIT 農機による生産管理技術革新について紹介する。最後に,これらの研究成果の全国的普及を目指した新たな「農匠ナビ1000プロジェクト」の概要を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. スマート農業と「農匠ナビ1000プロジェクト」
3. 営農可視化システムFVSを活用した生産管理技術の革新
4. IT農機を活用した生産管理技術の革新
5. おわりに

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農作業の軽労化と安全管理
Labour-Saving and Safety Management for Farm Work

 日本農業の担い手の高齢化,労働力不足などの労働問題に対し,他産業で進展しているロボット技術ICTを活用したスマート農業の実現が期待されている。農作業の軽労化と安全管理といった労働問題からみた日本農業の現状とスマート農業の実現にむけた課題について,概説する。

【目次】
1. はじめに
2. 日本農業の労働問題
3. 労働問題とスマート農業
 3.1 超省力・大規模生産を実現
 3.2 作物の能力を最大限に発揮
 3.3 きつい作業,危険な作業から解放
 3.4 誰もが取り組みやすい農業を実現
 3.5 消費者・実需者に安心と信頼を提供

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農産物の安全管理
Safety Control for Agricultural Products

 スマートフードチェーンシステムの確立のために不可欠である農産物の安全管理技術に
ついて解説する。安全管理技術の中でも,消費者に受け入れられやすい物理的手法を用い
た危害の検知技術と殺菌技術について比較的新しい方法,非破壊全数検査への期待が大き
い方法,将来的に有望な方法について文献紹介を中心に紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. 農産物の危害検知技術
 2.1 近赤外分光法
 2.2 蛍光を利用する方法
 2.3 固体異物の検知
3. 農産物の殺菌技術
 3.1 赤外線・紫外線照射殺菌
 3.2 プラズマ殺菌
 3.3 過熱水蒸気・アクアガスによる殺菌
4. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

層状無機-有機複合高分子の可逆溶融
Reversible Melt of a Layered Inorganic-Organic Hybrid Polymer

 可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子があれば,熱貯蔵材料やプラスチックなどの改質に用いるフィラーなどへの応用が期待できる。本稿では,可逆に溶融する層状無機-有機複合高分子の合成や構造を紹介する。さらに,可逆な溶融に伴う構造の変化を詳細に調べた結果も述べる。

【目次】
1. 層状無機-有機複合高分子
2. 層状アルキルシロキサンの合成
3. 層状アルキルシロキサンの構造
4. 層状アルキルシロキサンの可逆溶融
5. 層状アルキルシロキサンの加熱に伴う構造変化
6. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と可逆溶融
7. 層状アルキルシロキサンの特徴的な構造と反応条件
8. まとめ

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<連載>IoT時代のセキュリティ対策―繋がる時代に求められる安心・安全―(4)

スマートホームにおけるIoTセキュリティ
IoT Security for Smart Homes

 スマートホーム分野におけるIoTセキュリテイの経緯と現状について述べる。この分野は古くから継続的な取り組みが行われており,現在のIoTシステムの原型となるような構成が早い段階から検討されてきた。IoT特有のセキュリティとして物理空間における作用を重視した取り組みが必要であり,安全や高信頼といった分野と連携した検討が必要である。

【目次】
1. はじめに
2. スマートホームのしくみ
3. スマートホームのセキュリティ課題
4. 今後に向けて
5. おわりに
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