藤枝 繁鹿儿岛大学 产学地区共创中心 |  |
鹿儿岛大学的产学地区共创中心为使南九州及琉球群岛地区的产学合作研究成果实现可视化，2018年将德之岛设为试验区，推进了“甘蔗农业IoT化实证项目”。本文将介绍与基于大学研究种子的传统型地区课题解决方案相结合，以发现地区潜在课题“微需求”为起点的创新项目。
■ 背景~鹿儿岛大学在南九州及琉球群岛地区的产学地区共创项目
鹿儿岛大学利用当地拥有温带和亚热带岛屿的地区特性以及拥有农学部、水产学部和兽医学部的综合大学的优势及特色，于2018年4月作为南九州及琉球群岛地区的“地区振兴核心基地”成立了“产学地区共创中心”。该中心负责综合收集地区课题和企业需求，并为产学合作研究牵线搭桥以解决存在的课题，同时，作为使大学的研究成果实现可视化并试着应用于当地社会的场所，还在南九州及琉球群岛（南西诸岛）地区建立了“试验区”。
■ 发掘以甘蔗农业为例的地区课题
德之岛是奄美群岛中耕地面积（6,890公顷）最大的岛屿，每户人家的耕地面积达2.5公顷，高于全国平均值（1.8公顷），务农人口约占总人口的26％，再加上该地区气候温暖，甘蔗、肉牛、土豆、花卉及果树等农业蓬勃发展。
其中，甘蔗的种植面积约为3,500公顷，产量约为19万吨/年，是岛上的主要农作物，收割后则运到岛内的制糖厂制糖，然后向岛外供货，因此已成为岛上的主要产业。另外，甘蔗收割实现了机械化，收割机的收割率超过97％，效率非常高。不过，务农人口中65岁以上的人占比高达约60％，再加上年轻人外流，农户的数量逐年减少。此外，很多农业团体等（收割机所有者）被因高龄而不再务农的农户、搬到岛外的农田所有者和兼职农户委托进行农田的管理和收割，因此无法及时管理自耕地（新种、出苗、中耕等），出现了产量下降等问题。另外，制糖厂由于人手不足等，无法对全岛的播种面积和播种情况进行调查，因此无法预测当季的总产量，也无法掌握每天的收割情况，工厂的生产管理受到了影响。
产学地区共创中心为解决这些课题，于2018年7月将德之岛设为试验区，为了开发利用田间服务器（Field Server）收集实时天气和田间图像数据、利用遥感技术掌握全岛的甘蔗种植面积，以及通过掌握生长情况和含糖量分布判断适宜收割的区域等技术，启动了实证项目“甘蔗农业IoT化项目”。
■ 旨在解决地区课题的“甘蔗农业IoT化项目”
田间服务器 NDVI图像
NDVI随着甘蔗的生长发生的变化
图1：设置在德之岛甘蔗田里的田间服务器（上左）、NDVI图像（上右）及NDVI的变化曲线（下）
该项目2019年2月在德之岛3个町政府的协助下，为各个町的甘蔗田分别安装了一台田间服务器（图1上左），开始实施微气象观测并利用定点摄像头实时掌握甘蔗的生长情况。另外，2018年4月还开始利用地面分辨率为3m的高时空分辨率Dove卫星图像数据掌握全岛的甘蔗种植面积和生长情况（图1上右）。由此发现，可通过卫星数据获得的植物活性度指标NDVI会随着甘蔗的生长而增加，并在开始收割前的11月底达到峰值。目前正在开发通过持续监测判断适宜收割的区域和种植品种的技术（图1下）。
另外，2019年3月还在各町政府安装了IoT云监控器，创造了町民、政府工作人员和生产人员均可以自由浏览田间服务器收集的实时气象数据和田间图像数据以及卫星数据的环境。此外还为德之岛以外的琉球群岛地区的政府、JA和制糖厂等提供这些数据，并于2020年度到喜界岛、德之岛、奄美大岛、冲永良部岛、与论岛和种子岛的13个市町村面向甘蔗生产者和政府工作人员等举行了讲座，促进了卫星数据等的利用。
另一方面，还发现了一些技术课题，比如因岛屿与大陆相比晴天率较低，可见光和近红外卫星数据的获取频率每月只有1～2天，非常低，因此必须利用高时间分辨率的人造卫星，另外，高时空分辨率的卫星数据比较昂贵，需要使用大容量的数据服务器，而且使用这些数据需要有数据分析人员。
■ 发掘和收集地区的潜在课题（微需求）
实证项目最初的目标是解决通过资料和对相关人员的访谈调查发现的明显的地区课题，并将相关成果应用于当地社会。但在此过程中发现存在“对当地人来说是非常自然或理所当然的事，并没有被视为课题，但外地的观察人员明显认为是课题，并且在解决过程中有望实现创新的潜在课题”。我们将其定义为微需求。
例如，在德之岛推进项目的过程中，从邻近的冲永良部岛获得了“收集收割机（图2左）的位置和运行信息以提高制糖厂的生产管理效率”的微需求【1】。这与上述项目是同一领域的课题，但有趣的是，该需求是通过该项目的网络在其他地区诞生的。
针对这个微需求，冲永良部岛2019年为岛内的12台收割机（占全部收割机的五分之一）安装位置和运行信息收集模块，启动了每天清晨预测岛内分布的所有收割机的运行状态的新项目（图2右）。
图2：收割机（左）和收割机的位置信息画面（右）
由此，制糖厂可以估算出当天要接收的原料量，不仅提高了工厂的生产管理效率，由于在田间巡视的农业顾问可以轻松找到收割机的位置，与操作人员的沟通也得到很大改善，另外还发现，收割机运输车和加油车也更容易到达目标收割机，还有助于削减相关产业的成本。2021年该项目将试验区转移到了喜界岛，德之岛又启动了为收割机配备高精度位置信息模块来收集农田地形信息的新项目。如上所述，微需求中可能蕴藏着广泛的地区课题。
通过实证项目形成的人际网络还为发掘和收集其他领域的微需求做出了贡献。例如，德之岛还发觉了由曾经是甘蔗农业的宝贵劳动力的耕牛发展而来的“斗牛”，以及破坏农作物的“琉球野猪”的肉均尚未得到有效利用的微需求。这些微需求现已启动为作“未利用肉的高附加值实证项目（图3）”。尤其是斗牛，由于未去势，与常规牛肉（去势牛）相比肌肉含量更高，因此具有脂肪少、瘦肉多的特点，另外，斗牛还有辉煌的战绩故事，作为稀有肉类蕴藏着很高的潜力。
图3：未利用肉项目，斗牛肉（左）、琉球野猪肉（右）
如上所述，微需求中蕴藏着通过大学研究可以实现创新的种子。然而，由于这些问题当地和当事人并没有意识到，可以说课题的发掘和收集主要取决于协调员的信息收集网络和对问题的发现能力。另外，拥有能激发协调员的热情和积极性的背景非常重要（就事例而言，是大学整体的方向以及与该方向一致的经营资源的投入），凭个人和团队的活动很难发掘和收集微需求。
■ 未来展望
从德之岛试验区此前的举措中还获得了以下微需求，即通过在田间安装各种传感器，在生产农产品的同时生成只能在当地和当时获得的数据，从而在不改变生产规模的情况下将农产品真实地加倍数字化。如果能实现这一点，数字产品也可以像农产品一样加工和估价，由此还能用于单独销售及提高农产品的附加值和生产管理。
此外，通过培养从事“数据地产地消”（促进生产现场的数据收集（生产）、分析（加工）、积累（保存）和利用）、数据分析，以及负责明确产品与数据之间关系的人才——“岛上数据分析师”，未来还有望为当地创造新的就业机会和产业。产学地区共创中心将继续利用鹿儿岛大学在南九州和琉球群岛拥有试验区的特点，不断发掘和收集当地潜藏的创新种子——微需求，并使其开花结果。
【注释】
【1】对当地来说，甘蔗收割机的运行是“非常自然的事”，不清楚收割机在甘蔗田中的位置是“理所当然的事”，但协调员在与当地政府和企业的交谈中意识到“收割机运行时不清楚所在位置是一个‘课题’”。
文：藤枝繁 鹿儿岛大学 产学地区共创中心
原载自《产学官合作月刊》，2021年6月号
翻译编辑：JST客观日本编辑部
