エッジAIで農業に革命を起こします

エッジAIが農業に与える画期的な変化について最新の情報をお届けします。新しい時代の農業でエッジAIはイノベーションをもたらし有効に機能します。ここではリアルタイムの意思決定から持続可能性まで、5つの主なメリットを明らかにし、精密な作物状況のモニタリング、魚の養殖、木材産業の現状に革命をもたらす実用的なアプリケーションについて詳しく説明します。

なぜエッジAIが現代的な農業を促進する鍵になるのでしょうか。

世界人口は2050年までに98億人に達すると予測されており、食料需要は急速に増加しています。農業と人工知能 (Agri-AI) の融合は、重要なソリューションとして浮上しており、作物の収量を向上させ、食品の安全性を確保し、農作業に革命をもたらす可能性があると考えられています。農業へのAIの導入は、さまざまな農業プロセスの精度と効率の向上を約束する、大きな飛躍を意味するのです。

たとえば、Next Move Strategy Consultingによると、世界の農業ロボット市場は2023年から2030年までの年平均成長率15.5%で成長し、2030年までに240億ドルに達すると予測されています。これは、農業において革新的なテクノロジーが採用されている大きな変化の現れです。最近の研究によると、世界のスマート農業市場は、2027年までに当初の予測を上回る市場規模に成長すると予測されています。この成長は、継続的な技術の進歩と持続可能な農作業への需要の高まりに後押しされており、労働集約的な作業を自動化し、植え付けと収穫の精度を確保し、資源利用を最適化することで農業生産性を向上させるAI機器の役割はますます重要になっています。

しかし、真に革新的で効率的な新しい時代の農業に必要なのは、エッジAIの統合です。集中処理に依存する従来のAIシステムとは異なり、エッジAIは人工知能の恩恵をより直接的に農業にもたらします。

オンサイトで実装すれば、リアルタイムの意思決定が容易になり、遅延が最小限に抑えられ、農場管理が大幅に改善します。NVIDIA Jetson AGX OrinシリーズなどのエッジAIテクノロジーを使用すると、農家はデータが生成されたその場でデータを分析できるため、情報に基づいた意思決定を迅速に行い、比類のない即時性で正確な農業作業を実行できます。これにより、生産性が大幅に向上するだけでなく、農家のコストとリソースを大幅に節約することができます。

農業でエッジAIを使用する5つのメリット

リアルタイムの意思決定

農業分野でエッジAIを利用する主なメリットの1つは、リアルタイムの意思決定が可能になることです。従来の農作業は手作業に頼ることが多く、データ分析の遅れが非効率や機会損失につながっていました。エッジAIを使えば、農家はその場でデータを分析し、即座に意思決定ができます。たとえば、作物に病気や害虫の発生の兆候が見られる場合、エッジAIは問題を迅速に特定し、適切なアクションを推奨できます。このリアルタイムの意思決定は、農場の全体的な管理を改善するだけでなく、潜在的な損失を防ぐことにも役立ちます。

レイテンシーの削減

農業でエッジAIを使用するもう1つのメリットは、レイテンシーの削減です。従来のクラウドベースのAIシステムでは、分析のために中央のサーバーにデータを送信する必要があり、その結果、洞察や推奨事項の受信に遅延が生じていました。エッジAIを使用すると、分析は農場でローカルに実行されるため、データ送信の必要がなくなり、レイテンシーが削減されます。これにより、応答時間の短縮と農場運営の効率化が可能になります。例えば、センサーが好ましくない土壌条件を検出した場合、エッジAIは直ちに、灌漑や施肥の調整、リソース使用の最適化、作物の健康状態の改善に関するガイダンスを提供できます。

農作業の精度向上

エッジAIにより農作業の精度が向上します。 現地でデータを分析することで、エッジAIは農場の特定の条件に合わせたより正確な推奨事項を提供できます。この技術により、作付け密度、灌漑スケジュール、肥料や農薬の適切な使用などの重要な要素を最適化できます。このような正確さは、無駄を最小限に抑えるだけでなく、農場全体の生産性を向上させます。高度なセンサーの出現により、土壌の栄養素レベルをより正確に検出できるようになりました。また、AIアルゴリズムの改善により、より信頼性の高い天気予報が可能になり、灌漑や作付けのタイミングなどの重要な決定に影響を与えるようになりました。たとえば、畜産管理では、AI監視システムを活用している酪農場が牛乳生産量を10%増加できたとの報告もあり、エッジAIをさまざまな農業セクターで活用することの多様なメリットが明らかになっています。

コスト削減

農業分野でエッジAIを利用するもう1つの大きなメリットは、コスト削減です。リアルタイムの意思決定を可能にし、レイテンシーを短縮し、精度を向上させることで、エッジAIは農家の手作業に関わるコスト、非効率的なリソース使用、潜在的な作物損失を削減できるようにします。現場でデータを分析できるため、農家は情報に基づいた意思決定を迅速に行うことができ、不要な労働をせず、リソース集約的な作業を最小限に抑えることができます。たとえば、ある農業会社は、作物の品質選別にエッジAIを使用して、従業員の年間時間を2/3削減しました。

持続可能性

最後に、農業分野でのエッジAIの統合は、より持続可能な未来に貢献します。 リソースの使用を最適化し、廃棄物を削減し、潜在的な作物損失を防ぐことで、エッジAIは農家がより環境に優しい選択をすることを支援します。これには、化学物質の使用を最小限に抑え、水消費を削減し、精密農業を促進することが含まれます。エッジAIを使用すると、農家は環境への影響を最小限に抑えながら、増大する食料需要を満たす持続可能で効率的な農業システムに取り組むことができます。たとえば、エッジAIテクノロジーを導入した農場は、水の使用を15%削減しながら収穫量を20%増加させることができると専門家は推定しています。このように生産性を向上させながら、より持続可能なアプローチを選択することができるのです。

農業におけるEdge AIの応用例を教えてください。

エッジAIは、リアルタイムのデータ分析とエッジでの意思決定を可能にすることで、農業において重要な役割を果たすことができます。 エッジAIは、農業における幅広いアプリケーションに使用することができます。例えば、作物の状態・気象条件・家畜から得たセンサーデータを分析し、精密に作物の状況をモニタリングしたり、能動的な灌漑管理をしたり、効率的に害虫を駆除したり、畜産における革新的なアプローチをしたりできます。また、灌漑や収穫時期や害虫駆除に関するデータを判断材料として提供します。

作物の状況の精密なモニタリングと選別

たとえば、果物や野菜の選別を考えてみます。選別する際、機械は相互にシームレスに通信し、集中的に管理されなければなりません。不良品を見逃さず、正しい品目を正確に選択して梱包することが課題です。エッジAIは、選別プロセスの精度を保証するソリューションを提供することで、この課題に対処し、農業の効率向上に貢献します。たとえば、EUが資金を提供するプロジェクトであるCrackSenseは、試験的な活動を通じてリアルタイムのセンサーデータを提供するセンシング技術を開発し、それをスケールアップすることによって柑橘類、ザクロ、直消用ブドウ、スイートチェリーの果実の割れの問題に対処することを目指しています。

養殖管理

エッジAIは畜産業で使用し、動物の健康状態や行動や位置を監視することができます。たとえば、養魚業では、エッジAIを搭載したセンサーが魚の健康状態のデータを継続的に監視する上で重要な役割を果たします。このリアルタイム情報により、養魚業者は魚の給餌、放流密度、投薬などの重要な要素について、情報に基づいた意思決定を行うことができます。養魚業で使用すれば、これらの精度は飛躍的に向上し成果が上がりますので、エッジAIは業界全体の生産性と持続可能性の向上に貢献します。

精密な測定

たとえば、木材産業分野では、エッジAIシステムによって木材の積材量を正確に測定しています。この画期的なシステムは手作業を減らし効率的な写真・光学測定に置き換えることに成功しました。その結果、プロセスが合理化され、時間と労力が節約されるだけでなく、木材の積材測定の全体的な効率が向上しています。これは、林業のデジタルトランスフォーメーションのリーダーであるDralle A/Sの事例です。Dralle A/Sは、NVIDIA Jetsonを搭載したAetinaのエッジコンピューティングプラットフォームをベースに、sScaleシステムを強化し、強化された自動木材積材測定システムを提供しました。アップグレードされたシステムでは、計測が難しい条件下でも、約200msの計算時間でフレームあたり最大1000までのログ終了ビットマスクを検出できます。精度は著しく向上し手作業が最小限に抑えられており、さらにこのシステムは完全自動化を目指しています。

課題

エッジAIのこのような進歩にもかかわらず、農業分野は明らかな課題に直面しています。

今後のトレンド

農業におけるエッジAIの将来は有望です。エッジAIは従来の課題に対処するために不可欠です。

EUはイノベーションの先頭に立っています。AI、IoT、ロボット工学などの先端技術を統合するために、欧州全体で多額の投資が行われています。このイニシアチブは、テクノロジー主導型農業をもっと世界に広め、より持続可能で効率的な食料システムを構築することを目的としています。

世界では、各地域のニーズと優先順位が反映されるためエッジAI導入の状況は様々です。イスラエルでは、乾燥地域で重要な関心事である水効率に関わる高い技術に焦点が当てられています。一方、インドでは、農作業の限られたリソースの課題に対処するため、小規模農場の作物の状況をモニタリングするためのエッジAI導入に重点が置かれています。

市場トレンドは、世界のスマート農業市場の大幅な成長軌道を示しています。2019年に167億4600万ドルと評価されたこの市場は、2027年までに292億3400万ドルに達すると予測されており、2021年から2027年までのCAGRは9.7%という驚異的な成長率を誇ります。これらのトレンドを分析したOliverWymanの研究は、食料需要の高まりを強調しています。2050年までに、食料生産の70%増加が不可欠となる一方で、農業部門の世界GDPへの貢献はわずか3%に縮小しています。この減少は、世界で8億人に影響を及ぼす飢餓の蔓延と相まって、農業におけるイノベーションの緊急の必要性を浮き彫りにしています。

Aetinaが統合したNVIDIAのJetson Orinシリーズなどのテクノロジーは、この革命の最前線にあります。これらのソリューションは、各フィールドと作物のリアルタイムの最先端分析を農家に提供し、水、肥料、農薬の正確な適用を可能にします。

この技術シフトの環境への影響は重大です。エッジAIを活用した農業は、農薬の使用量を最大30%削減し、水を25%節約することで、農作業のカーボンフットプリントを大幅に削減することができます。

世界的な食料需要と気候変動の影響に対応するために、センサー、ロボット、ドローンの統合は、農作業においてますます重要になっています。これらの高度なツールを、精密な農業とロボットシステムと組み合わせることで、農場の収益性、効率、安全性、環境の持続可能性を向上させることができます。世界は差し迫った課題に直面しています。農業に革命を起こすエッジAIの役割はこれまで以上に重要になっているのです。

エッジAIのすべてのプラットフォームとシステムについては、こちらをご覧ください。https://www.aetina.com/jp/products-features.php?t=351