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[BI-9-05]植物の電波物性を考慮したデジタルツイン圃場と完全自律農業システムの構築
〇Takefumi Hiraguri1 (1. Nippon Institute of Technology)
Keywords:
Digital Twin,Greenhouse Field,Plant Electromagnetic Properties,Point Cloud Data
近年，農業分野では労働力不足や高齢化への対応として，ドローン，ロボット，IoTセンサを活用したスマート農業の導入が進められている。しかし，これらの機器の安定運用に不可欠な無線通信は，植物の成長に伴う圃場構造の変化や高含水率植物による電波減衰の影響を受けやすく，従来の静的な通信設計では十分な対応が困難である。本研究では，植物を単なる障害物ではなく「動的な電磁波散乱体」として捉え，葉や茎などの電波物性（複素誘電率，反射率，透過率等）を定量的に評価する。得られた電波物性を用いて，LiDARや画像計測により取得した植物の三次元構造を仮想空間上に再現し，植物の成長に応じて更新可能なデジタルツイン圃場を構築する。さらに，仮想圃場内で電波伝搬解析とロボット制御を統合的に実施し，通信環境の変動に適応するネットワーク制御技術を開発する。最終的には，仮想空間と実圃場を双方向に連携させるデジタルツイン基盤を構築し，ドローンやロボットによる完全自律農業システムの実現を目指す。本講演では，植物の電波物性計測技術，三次元デジタルツイン圃場の構築手法，および完全自律農業に向けた通信・制御統合技術について紹介し，将来的な農業ICTおよび閉鎖環境栽培への展開について議論する。