現代農業を変革する7つの最先端デジタル技術

目次

• 農業セクターを変革するトップ7技術
• 農業におけるロボティクスと自動化による効率向上
• 農業におけるビッグデータ、AI、MLによるデータ駆動型意思決定
• 農業におけるドローンによる効率向上と自動化促進
• 農業におけるIoTとセンサーによるプロセス最適化、情報収集、戦略的意思決定
• 農業におけるクラウドコンピューティングによる高速・リアルタイムなデータアクセス
• 農業におけるブロックチェーンによるサプライチェーンの透明性と信頼性向上
• 農業におけるモバイルアプリによるバリューチェーン全体の調整・コミュニケーション改善
• 結論

気候変動、サプライチェーン混乱、地政学的紛争、害虫、資源不足など、多くの要因が世界の食糧安全保障と増大する食糧需要を脅かしています。農業界のグローバルな目標が「より少ない資源でより多く生産する」ことに移行する中、効率性、生産性、収益性の必要性がより顕著になっています。これらの目標は持続可能性目標と両立します。ここでデジタル技術が鍵を握り、希望の光をもたらしました。農業業界は比較的遅れてデジタル技術を採用してきましたが、他業界に追いつき、期待通りの恩恵を受け始めています。弊社レポート「The State of Digital Agriculture 2021」ではこのテーマを詳しく扱い、業界のグローバル・リーダーがデジタル技術でいかに課題を乗り越えているかを紹介しています。また、農業関係者のアグリテックに対するセンチメントを理解するための年間調査結果や、著名リーダーへのインタビューも掲載。本記事では、本研究から得られた重要な洞察の一つ、現在農業セクターを変革し、近い将来も大きな期待が持てる主要技術について解説します。

農業セクターを変革するトップ7技術

堅牢でレジリエント、かつ高効率な農業エコシステムは、グローバルな農業ビジネスとステークホルダーが求める姿です。デジタル技術がその実現の最前線にあります。世界中で大小さまざまな革新的なデジタル・イニシアチブが独立して進行中であり、それらの価値を否定することはできませんが、より広く採用され、より高いインパクトを与えている技術があります。ここではトップ7を紹介します：

• ロボティクス＆自動化
• ビッグデータ、AI＆ML
• ドローン＆衛星
• IoT＆センサー
• ブロックチェーン
• クラウドコンピューティング
• モバイルアプリ

それぞれの範囲、狙い、インパクトを見ていきましょう。

農業におけるロボティクスと自動化による効率向上

昨年、サプライチェーン混乱と移動制限による最大のインパクトの一つは労働力不足でした。農場労働力の制限により農場作業が打撃を受けました。自動化技術を早期導入した農場はこの課題を迅速に克服しました。作物・家畜の遠隔監視、作物の自動収穫、IoTやドローンによるスマート自動灌漑など、ロボティクスと自動化は手作業を大幅に削減し、生産性を向上させます。さらに、高精度ロボットは、等級品質の維持が必須な場面での精密播種・収穫に活用可能。ロボティクスと自動化を採用したプロセスは、時間だけでなく精度の面でも効率を改善します。

農業用ロボット市場は、2020年の74億米ドルから2025年までに206億米ドルへ成長予測。予測期間中のCAGRは22.8%。 出典：Markets and Markets

ST Roboticsのアグリコボットは、アスパラガス収穫にロボットを活用する例です。面倒な茎の作業と、短期間で確保困難な労働力という課題を、アグリコボット導入で克服。ロボットがアスパラガス畝に沿って走行し、搭載カメラで作物を確認しながらオペレーターが収穫対象を選択します。

農業におけるビッグデータ、AI、MLによるデータ駆動型意思決定

ステークホルダーがセンサー、エンゲージメント・ツール等の複数技術を農業エコシステムに導入するにつれ、大量のデータが取得されています。しかし、このデータの有用性は、いかに効果的に意味のある洞察を導き出せるかに依存します。そこに登場するのが人工知能と機械学習です。高度なAI・MLアルゴリズムは構造化・非構造化データの両方を処理可能。どの手法やパラメータの組み合わせが最適かといったパターンを特定し、問題予測、リソース使用の最適化、意思決定数の削減に役立つ洞察を提供します。農家から小売業者まで、サプライチェーン全体の関係者がデータ駆動型意思決定能力を得られます。

農業分野のAI市場全体は、2020年の推定10億米ドルから2026年までに40億米ドルへ成長予測。2020-2026年のCAGRは25.5%。 出典：Markets and Markets

カリフォルニア州のTrace Genomicsは、先進土壌科学、ゲノミクス、MLを組み合わせ、農家向け土壌分析サービスを提供。このソリューションで農家は土壌健全性と欠陥に関するデータにアクセスし、より健康的な作物生産のためのタイムリーな意思決定が可能になります。

農業におけるドローンによる効率向上と自動化促進

農業が他業界に先駆けて技術導入すると考えられる分野の一つがドローン活用です。ECでのドローン配送はまだ実現していませんが、農業分野ではすでに多様な目的でドローンが導入されています。迅速な土壌健全性スキャン、広大農場の監視、施肥、散布、さらなる分析のための圃場データ収集など、農場管理を容易かつ効率的にするドローンの用途は多岐にわたります。

農業用ドローン市場は、2019年の12億米ドルから2024年までに48億米ドルへ、CAGR 31.4%で成長予測。 出典：Global News Wire

Agremoのドローン・ソフトウェアによる水害分析は、水害を受けた圃場エリアを特定し作物を救済。スペクトルデータを用いた空中画像の自動解析で植物健全性の差異を特定、エリアを分類・定量化し、分析マップとともにレポートとして2日以内に農家へ提供しました。

農業におけるIoTとセンサーによるプロセス最適化、情報収集、戦略的意思決定

IoTとセンサーは農業で多様な用途を見出しています。土壌水分レベル測定による水使用量最適化のスマート灌漑、遠隔農場監視、リアルタイム情報提供など、IoTは農業サプライチェーンのステークホルダーに、コスト効率向上、損失削減、より情報に基づいた意思決定を可能にしました。前述の多様なデータ生成も、IoTとセンサーのデータ取得能力によるもので、後の分析で戦略的意思決定に活用されます。

農業分野のIoT市場規模は2017年に163億3,000万米ドル、2025年までに487億1,400万米ドルへ到達予測。2018-2025年のCAGRは14.7%。 出典：Allied Market Research

気象監視システム開発・製造のリーダーであるDavis Instrumentsは、農家により良い精度の高い予報を提供し、備えを万全にする連結型気象監視システムの構築を目指しました。[x]cube LABSは、7日間予報と、気象、灌漑、生育サイクル等に関するセンサーデータの閲覧を可能にする農家中心の農業アプリを提供しました。

農業におけるクラウドコンピューティングによる高速・リアルタイムなデータアクセス

クラウドコンピューティングは、他技術の極限能力を実現する原動力となっています。高価なハードウェアインフラの調達・維持コスト、管理に必要な技術スキルの要件を排除。リアルタイム情報へのどこからでもアクセスという重要性を語る上で、クラウドの役割は見逃せません。クラウドのコンピューティング能力でデータ処理が効率化され、処理済みデータが消費可能なインサイトとして、農家、サプライヤー、小売業者、農業サプライチェーンのすべての関係者に即座に提供可能になります。

[x]cube LABSでは、自社セールス担当者が自テリトリー内外のディーラーからの需要リクエスト処理に困難を抱えていた大手アグリ・インプット企業向けに、クラウド駆動のモバイルアプリを提供。担当者が複数小売店の在庫レベルを監視し、必要に応じて移管リクエストを発信できるアプリを開発。クラウド機能により、リクエストの作成・更新、輸送状況のリアルタイム監視が可能になりました。

農業におけるブロックチェーンによるサプライチェーンの透明性と信頼性向上

比類なきセキュリティと透明性で知られるブロックチェーンは、農業サプライチェーンの最大課題の解決に貢献しています。農業資材および生産物のサプライチェーン全体での追跡・トレーサビリティ、食品原産地の追跡、膨大なデータの保護などが含まれます。農業サプライチェーンは、偽造製品の混入、非倫理的な原産地、データ改ざんなどの課題から、信頼欠如に悩まされることが多々あります。ブロックチェーンは他業界での応用と同様、農業サプライチェーンでもこの課題解決に役立ちます。

世界の農業・食品サプライチェーンにおけるブロックチェーン市場規模は2020年に1億3,300万米ドルと推定。CAGR 48.1%で2025年までに9億4,800万米ドルへ成長予測。 出典：Markets and Markets

弊社の農業企業向けブロックチェーン開発プロジェクトの一つでは、世界市民コミュニティからの寄付を、コミュニティベースの再生林業プロジェクトへ透明かつ効率的に配分するプラットフォームを構築。意図した透明性と効率性を確保するため、本プロジェクトでは「グリーンクレジット」に類似したブロックチェーンベースの通貨を資金提供組織向けに採用しました。

農業におけるモバイルアプリによるバリューチェーン全体の調整・コミュニケーション改善

コミュニケーションと調整は、農業サプライチェーン最大の課題の一つです。最新のインサイト、更新情報、リアルタイム・コミュニケーションを、モバイルアプリでサプライチェーンのすべてのステークホルダーに届けられます。在庫管理・需給計画、農家がサプライヤーから資材を注文する場合など、モバイルアプリケーションでサプライチェーン・アクター間のコミュニケーションをシームレスかつ迅速にし、全体効率を向上。さらに、モバイルアプリは農家向けナレッジ・リポジトリとしても活用されています。多くの企業、政府、NGOが、農業資材の使用法、ベストプラクティス等について農家を教育する媒体としてモバイルアプリを活用し、便利なコミュニケーション媒体として機能しています。

[x]cubeでは、様々なステークホルダー向けにモバイルアプリケーションを提供してきました。大手アグリ・インプット企業のセールスチーム・エンゲージメント向けモバイルアプリを開発。リード・連絡先管理、同僚との協働、学習・トレーニングコンテンツ提供、従業員エンゲージメント機能など、核心要素を確実に押さえることに注力。独自エンゲージメント・プラットフォームUpshot.aiを活用し、望ましい採用率とエンゲージメントを実現しました。

農家の市場・製品アクセス改善ソリューションも構築。農業資材のオンデマンド配送を実現。最新デジタル・キオスク、タッチスクリーン、フロントカメラ、基盤対応指紋スキャナー等を搭載し、市場情報、市場価格、集荷センター情報、天気予報等の提供に加え、注文から48時間以内に村の農家へ農業資材を確実に届けます。

結論

新興技術の導入により特徴づけられる現在の農業革命は、産業革命4.0に相当します。複数技術の組み合わせが、個々のステークホルダーのニーズに応えながら、全体的な農業目標へ向けてインパクトを段階的に拡大する、レジリエントで堅牢なエコシステムを創出しています。ある問題解決には単一技術で十分でも、別の問題では複数技術のオーケストレーションが必要であることは、IoT、モバイルアプリ、クラウドが一体となって特定課題を解決した例で示した通りです。各技術導入には独自の課題があり、最初は実装が困難に見えるかもしれませんが、潜在力とメリットは抵抗を克服して第一歩を踏み出す価値があります。農業エコシステムは、農業を支えるデジタル・エコシステムへと移行中。この機会の波に早く乗る者ほど、長期的に大きな恩恵を受けられるでしょう。