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2026.02.01 10:31

農業自動化の最前線:フィジカルAIが実現する「アグロ・オートノミー」

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機械化農業は以前から存在していた。この5年間で、自律型農業は大幅な進歩を遂げている。公道や制御されていない環境で運用される自動運転車とは異なり、農業は私有地で行われ、すべてがより管理された環境下にあるため、規制上のハードルや事故の可能性が最小限に抑えられる。

ラスベガスで開催されたCES 2026(コンシューマー・エレクトロニクス・ショー)では、播種や移植から収穫、洗浄、配送まで、農業のあらゆる段階で自律化アプリケーションを加速させる企業が一堂に展示された。一見すると、人々は疑問に思うかもしれない。展示フロアにあるこれらの巨大な機械と「コンシューマー」や「エレクトロニクス」に何の関係があるのか、と。答えは簡単だ。食料は(水や空気とともに)人類が生きていく上で不可欠なものである。究極の消費者製品なのだ。そして、エレクトロニクスを活用したフィジカルAIは、この分野の大きな部分を占めている。

これを推進しているのは、建設自動化に関する以前の記事で論じられた内容と同様のものだ。農業における自律化推進の主な要因は以下の通りである。

  1. 特に農業が要求する限られた時間枠内で、過酷で遠隔地での作業を厭わない熟練労働力の不足への対処
  2. 安全性の向上と事故の減少
  3. 資本利用率の向上、およびセンサーと機械学習を活用したダウンタイムの予測と予防的機械メンテナンス
  4. データと経験に基づく学習による工程フローの継続的最適化(次シーズンに向けたインテリジェンスを含む)
  5. この機器のエンドユーザーにとっての収益性と生産性の向上
  6. 人間にとって注意散漫、品質問題、安全事故につながる反復作業の排除。フィジカルAI機械はこの点で優れている。退屈したり注意散漫になったりすることがない

本記事の残りの部分では、2つの大手多国籍企業(ジョン・ディアとクボタ)と、テキサス州を拠点とする小規模なテクノロジー主導企業(Hylio)による農業自動化のイノベーションについて論じる。


ジョン・ディア:人類のためにイノベーションを起こす

米国では誰もが、農場で黙々と働いたり、地方の高速道路や地方道路をゆっくりと進んだり、高速道路を建設したり、あるいは単に芝生を刈ったりしているジョン・ディアを、一度は目にしたことがあるだろう。1837年に創業し、現在はイリノイ州モリーンに本社を置く上場企業である。年間売上高は520億ドル、従業員数は7万5000人で、世界中に農業、林業、道路建設機器を提供している。CES 2026では、同社は農業のあらゆる段階(耕起、播種、栽培、収穫)における取り組みを斬新に展示した(図1)。

アイオワ州出身で農業に情熱を注ぎ、現在はジョン・ディアのカスタマー・エクスペリエンス担当AIヘッドを務めるメリッサ・ノイエンドルフ氏は、農場に行ったことのない人(私のような!)に対して、これを辛抱強く説明してくれた。

  1. 耕起:チゼルプラウと垂直耕起アプリケーターは、精密技術を使用して種子を最適な深さに配置し、収量を増加させる。これが行われる際、残渣、雑草、土壌圧縮作業と畝の準備が実行される。
  2. 播種:播種機器は、個々の農家が栽培する作物、土地の地形、農場の規模に基づいて、農場に種を蒔くのを支援する。これは通常、播種アームのカメラを使用して種子が植えられる正確な深さを測定しながら、時速約10マイル(ハンズフリー運転)で移動する半自律型機器で行われる。
  3. 栽培:灌漑と肥料は最適な成長のための重要な要素である。もう1つは雑草害虫駆除で、ジョン・ディアはSee & Spray™精密散布機(時速15マイルで動作)を使用して、植えられた土地の特定のエリアをターゲットにしてこれを実現している。これにより除草剤の使用量が50%以上削減され、水の使用量と作物のストレスが軽減され、コスト効率と収益性が向上する。カメラと画像処理を使用して、散布ノズルは端で作動する(これは人間が繰り返し行うのが難しいことである)。自律化はまた、人間を化学物質や関連する健康への影響から守るのにも役立つ。
  4. 収穫:ここが正念場であり、1シーズンの血と汗と涙とストレスの労働の成果がついに実を結ぶ。多くの農場の運命はこの最終ステップにかかっており、効率的かつタイムリーに行うことは、製品の品質と市場への物流にとって極めて重要である。CES 2026では、これはフロアで最も劇的な展示の1つだった。X-9コンバイン(図2)は、収穫、処理、分離、最終製品の配送を行う。

X9は、ディーゼル駆動の「車輪付き工場」で、1日18時間稼働し、最高時速10マイルで動作する。作物の種類に応じて、前部ヘッダーツール(図2ではトウモロコシ用)の35種類のバージョンがある。カメラと衛星画像を使用して作物密度を特性評価し(それに基づいて速度を調整する)。図2では、トウモロコシの茎が摘み取られた後、穂軸が分離され、もみ殻が粉砕される。穂軸は、穂軸からトウモロコシを剥ぎ取る車載機械に送られる。車載穀物フィーダーがトウモロコシの粒を配送トラックに送り、それを包装センターに運ぶ。これらすべてが自律的に行われる。コンバインのキャビンには人間がいるが、主に作業と収量を研究し、この情報を使用して次シーズンの播種計画を最適化する農学者である。X9には1万8000の部品があり、7000万行のコードを持つ自律スタックで動作する(比較として、Waymoのような自動運転企業は1億行以上のコードを使用していると報じられている)。

ノイエンドルフ氏は、ジョン・ディアの自律能力とインテリジェンスは、世界中で50万エーカー以上にサービスを提供する100万台以上の接続された機械からの接続性とデータに大きく依存していると説明した。これにより、同社は経験から学び、今後の戦略に適用することができる。2024年、ジョン・ディアはSpace Xとの戦略的協力を発表し、自社の機械にStarlink接続を確保した。ノイエンドルフ氏によると、「今日の農家は、限られた収穫期間と熟練労働力の不足による圧力の高まりに直面している。ジョン・ディアのX9コンバインは、1年で最も重要な時期である収穫期に、精密技術、自動化、データインテリジェンスを統合することで、農家がより少ないリソースでより多くのことを行えるように設計されている。X9は、先進技術がどのように生産性を高め、精度を向上させ、将来に向けてより回復力のある運営を構築できるかを示している」


クボタ:地球のために、生命のために

約150年前に日本で鋳造工場として設立されたクボタは、現在、年間売上高約200億ドル、従業員数約5万人のグローバル企業であり、その15%が米国を拠点としている。今日、同社は建設、農業、その他のブルーカラー産業を支援する機械を製造している。焦点は、熟練労働力の不足、農業人口の高齢化、増加する世界人口を養う必要性といったグローバルな課題の解決にある。クボタの焦点は、リアルタイムのインテリジェンスを備えたスマートで適切なサイズのユーザー中心の機器にあり、顧客に現場またはスマートフォンアプリを通じて作業する自由を提供する。

クボタ北米の最高技術責任者であるブレット・マクミッケル氏によると、「フィジカルAIは、当社の業界とクボタにとって重要な転換点である。意思決定、障害物検出、音声認識機能により、AIベースのリアルタイムインサイトが、タスク割り当て、労働配分、効率改善に情報を提供するようになる。これまで以上に確実性とシンプルさを持って、より複雑なことを促進できるようになった」

クボタは最近、特殊作物市場向けにAgtonomy社と共同開発したスマートで統合された自律ソリューションの商業化を発表した。これは、先進的なセンシングと人工知能を備えた105.7馬力のディーゼルクボタM5ナロートラクターに完全に組み込まれている。1つの用途は、ワイナリーのブドウ作物で、ブドウ畑の列の間の狭いスペースを移動するにはコンパクトな機器が不可欠である。図3は、稲作用のクボタの自律型機器の例を示している。

カメラ、LiDAR、レーダー、超音波センサーが知覚とマッピングに使用され、GNSSセンサーが位置特定と経路計画に使用される。

クボタは水、食料、環境に情熱を注いでいる。クボタジャパン(KBT)のアグリソリューション本部ゼネラルマネージャーであり、クボタ北米の社長でもあるトッド・スタッキ氏によると、同社は「未来の農場」に多額の投資を行っている。これは、タイでプロトタイプが作られている研究開発イニシアチブである。スタッキ氏によると、「大きな課題には大きな機械だけでなく、生活を楽にするよりスマートなソリューションが必要である。当社の市場投入ソリューションは、顧客主導のイノベーションサイクルの集大成であり、目標は単にこれまで行ってきたことを自動化することではなく、作業をより直感的かつ効率的に行う方法を再考することである」


Hylio:あなたの作物、私たちの使命

テキサス州を拠点とする農業ドローン企業で、10年以上前に設立され、航空工学エンジニアで農業に情熱を注ぐCEO兼創業者のアーサー・エリクソン氏が率いている。同社の焦点は、農業自動化専用のドローンを(米国で)製造することである。除草剤、肥料、殺虫剤、水の精密散布を主な目的として、さまざまなペイロード容量を持つさまざまなタイプのモデルを製造している。その技術は、ミッションを達成するために協調自律モードで動作する個別のドローンまたはドローン群をサポートできる。

過去5年間で、同社はこれらのドローンユニットを約1000台販売した(売上高は約3500万ドル)。ドローンは通常、地上から非常に近い距離(10フィート)を飛行し、作物に適切な液体を精密に散布する。FAA規制がまだ完全自律運用を許可していないため、人間がループ内にいる。図5は、Hylioが供給するドローンの例を示している。

  1. HYL-30 Pegasus:4ガロンタンク、20ポンドのペイロード、最大13エーカー/時(最大)@ 2ガロン/エーカーの散布能力。用途には、雑草のスポット散布、特定の植物ゾーンへの栄養素の散布、最小限の化学物質使用とゼロオーバースプレーでの病気の発生の処理が含まれる。
  2. HYL-150 Ares:バッテリー駆動、30ガロンタンク、100ポンドのペイロード、70エーカー/時(最大)@ 2ガロン/エーカーの散布能力。レーダーのような障害物回避センサーと、RTK(リアルタイムキネマティック)測位機能を装備(図6)。

Hylioのドローンポートフォリオの一部である他の2つのドローンには、以下が含まれる。

  1. HYL-300 Atlas:50ガロンタンク、250ポンドのペイロード、150エーカー/時(最大)@ 2ガロン/エーカーの散布能力
  2. Photon Scout Drone:商業および軍事用途のISR(情報、監視、偵察)用。バッテリー駆動で、可視カメラやサーマルカメラなどの画像ペイロードを搭載して最大55分のミッション時間を持つ。

これらのドローンは、Hylioの農業UAS地上管制ソフトウェア(GCS)であるAgrosolを介して、直感的なインターフェースで自律的に、または操作者の制御下で操作できる。統合されたWindowsタブレットとRCコントローラーにより、ユーザーは1つまたは複数のドローンの自律制御と手動制御をシームレスに切り替えることができる。一連のセンサーが、GPS位置、流量、高度などのバイタルへのリアルタイムアクセスを提供する。すべてのフライトと処理データはユーザーのアカウント内に保存され、Hylioインターフェース内で散布マップ、メンテナンスデータなどへのアクセスを提供する。

CEOのアーサー・エリクソン氏によると、Hylioのドローンベースの農業ソリューションの主な利点には、カバレッジ率、精度、コスト(Hylioドローンは約4万ドルで、30万ドルのトラクターと比較して)が含まれる。「Hylioは、日常業務に人間の介入を必要としない、ドローンファミリー向けの完全自律型エンドツーエンド技術スタックを積極的に追求している。これには、自動充電/ペイロード再装填ステーションなどのハードウェアと、ドローンが完全に独立してさまざまなタスクを計画、管理、実行できるようにする堅牢なAIソフトウェアツールが必要である。ドローンが独立して作業できるようになれば、存在、訓練、ライセンスを必要とする人間のオペレーターが不要になるため、信じられないほどスケーラブルなビジネスモデルが可能になる。何百万もの『ボックス内ドローン』ソリューションが、世界中で目に見えないところで、気にされることなく、多くの個人的および産業的タスクを自動化するために忙しく働くことができる」


ファーム・トゥ・テーブルは、富裕層の食事客をレストランに集め、プレミアムを支払わせるために作られた優れたマーケティングフレーズである。しかし、そのようなレストランを利用できる米国人は2%未満である。米国の大部分、そして確実に世界は、農業自動化(アグロ・オートノミー)が可能にする、より手頃な選択肢によって養われている(私たちが食べるすべての農産物は、最終的には農場から来る)。これを実現するために舞台裏で行われる苦労と汗は称賛に値し、自律化における技術の進歩は感動的である。

forbes.com 原文

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