プレスリリース
(お知らせ) 高精度・自動の植物3次元モデリング装置を「アグリビジネス創出フェア2021」に出展

情報公開日:2021年11月19日 (金曜日)

農研機構
かずさDNA研究所

ポイント

  • 農研機構は、高精度・自動の植物3次元モデリング装置を、11月24日(水曜日)から26日(金曜日)に東京ビッグサイト青海展示棟で開催される 「アグリビジネス創出フェア2021」※に出展します。
  • 本装置は、植物形態の計測を自動化するため、かずさDNA研究所と共同開発したものです。草丈数mm~2.4mの植物の形態を、世界で初めて1mm~2mmの精度で可視化・数値化することに成功しました。
  • 高精細な3次元モデルによる植物成長記録をビッグデータとして取得し、AI等と融合させた新たな農業分野の構築に貢献します。

概要

農研機構とかずさDNA研究所は、ボタン一つで1mm~2mm精度で数mm~2.4mの植物を全周自動モデリングする3次元モデリング装置を世界で初めて開発し、民間企業や大学等、複数の機関への導入を図っています。農研機構は、本装置を11月24日(水曜日)から26日(金曜日)に東京ビッグサイト青海展示棟で開催される「アグリビジネス創出フェア2021」に出展します。
従来、植物の形態(器官の配置、形状等)を評価する際は、定規やノギスでの測定、達観評価(「大きい」「小さい」など、人が見た感覚で指標を決めて評価する方法)に頼ってきましたが、これらの方法では複雑な形態を詳細に数値化することは困難でした。今回、新たに開発した「CLCFM3法:Closed Loop Coarse to Fine Multi-Mask-Marching Method」で画像処理を行うことで、ノイズや欠損のない高精度3次元モデルの自動取得が可能になりました(図1図2)。本装置は、既にイチゴやレタス、(~40cm)、イネ、ダイズ、スギ(~1m)、ナス、トマト、パプリカ(~3m)など様々な大きさの植物に適用されており、数mm~2.4mの植物の3次元モデルを1mm~2mmの精度で取得することに成功しています。また、3次元モデルに時系列処理を加えることで植物の成長過程を詳細に追跡することも可能です。
今後は、人工気象器内に設置可能な小型装置の開発や屋外対応装置の開発など適用範囲を拡大させる予定です。また、本装置により得られるビッグデータと育種研究やAI研究を融合することにより、新たな農業研究分野の構築に貢献することが期待されます。

※「アグリビジネス創出フェア2021」 ウェブサイト https://agribiz.maff.go.jp/
全国の機関が有する、農林水産・食品分野などの最新の研究成果を分かりやすく紹介し、研究機関間や、研究機関と事業者との連携を促す場として開催される、技術・交流展示会です。

関連情報

予算:農林水産省委託プロジェクト、JST・CREST「環境変動に対する植物の頑健性の解明と応用に向けた基盤技術の創出」(JPMJCR16O1)

特許:特開2020-197407、特開2020-197493

問い合わせ先
研究推進責任者 :
農研機構基盤技術研究本部 農業ロボティクス研究センター
センター長 中川 潤一
研究担当者 :
農研機構基盤技術研究本部 農業ロボティクス研究センター
主席研究員 高地 伸夫
公益財団法人 かずさDNA研究所 先端研究開発部
研究員 七夕 高也
広報担当者 :
農研機構基盤技術研究本部 研究推進室
渉外チーム長 野口 真己
公益財団法人 かずさDNA研究所
広報・研究推進グループ 三木 双葉

詳細情報

本装置の特徴

  • 高精細な3次元モデルによる植物成長の記録、観察、計測、解析が可能になります。
  • 回転テーブルに植物を置いてボタンを押すだけで、誰でも"簡単"に"高精細"な植物の全周3次元データが取得できます。
  • 計測精度として世界で初めて1.5mの植物で1mm以下、2.4mの植物で2mm以下を達成しました。
  • 撮影10分、解析30分~1時間半(解析時間は植物の大きさによります)。

発表論文

  • Kochi, N., Tanabata, T., Hayashi, A., and Isobe, S., "Development of 3D measuring system and measurement assessment of strawberry fruits. Large-Scale Point Cloud Processing," International Journal of Automation Technology, vol.12, no.3, pp.395-405, 2018.
  • Kochi, N., Isobe, S., Hayashi, A., Kodama, K., and Tanabata, T., "Introduction of all-around 3D modeling methods for investigation of plants," International Journal of Automation Technology, vol.15 no.3, pp.301-312, 2021.

参考図

図1 システム構成
図2 レタスの全周3次元モデル