IoTが農業を変革する5つの方法：よりスマートに、より安全に、より効率的に

産業用IoT（IIoT）はこれまで多くの産業を破壊的に変革してきましたが、農業産業も例外ではありません。2018年末時点で、世界のコネクテッド農業市場は18億ドルに達し、この変化は止まることを知りません。2023年までに43億ドルに成長し、年平均成長率（CAGR）19.3%で拡大すると予測されています。

IoT技術は、スマートウェアラブル、コネクテッドデバイス、自動化機械、自動運転車を実現してきました。しかし、農業分野においてIoTは最も大きなインパクトをもたらしています。

最新統計によると、世界人口は2050年までに96億人に達すると予測されています。この巨大な人口を養うため、農業産業はIoTの導入を余儀なくされています。極端な気象条件、気候変動、環境への影響といった課題の中で、IoTはこれらの課題を解消し、更なる食糧需要を満たす手助けをしています。

世界中で、トラクターや収穫機などの機械的革新が20世紀後半に農業作業に導入されました。食糧需要の着実な増加により、農業産業は革新的なアイデアに大きく依存しています。

将来を見据えると、農業における産業用IoTの可能性は計り知れません。Ken Researchの最近のレポートでは、世界のコネクテッド農業市場が2027年までに驚異の126億ドルに達し、CAGR 20%以上で成長すると予測しています。この爆発的な成長は、農業におけるIoTの変革力を物語っています。この動的な分野における進化するトレンドと課題を理解することで、利害関係者はスマートで持続可能な農業の未来を活用できるポジションを確保できます。

産業用IoTは、低コストでの農業生産増加の原動力となってきました。今後数年間で、IoTを活用したスマートソリューションの農業作業への導入が増加するでしょう。実際、最近の報告では、農業分野でのIoTデバイス設置が年平均成長率20%で増加するとされています。接続デバイス（農業用）の数は、2014年の1,300万台から2024年までに2億2,500万台に成長すると予測されています。

常時信頼できる通信ネットワークインフラの不足により、IoTソリューションプロバイダーと事業主は、遠隔地や未開発地域での導入課題に直面してきました。しかし、多くのネットワークプロバイダーが衛星接続の導入とセルラーネットワークの拡張により、この課題を解決しつつあります。

農業におけるIoTの足跡

センサーが農業作業に導入されてから長い年月が経ちます。しかし、センサー技術を従来の方法で活用する際の問題は、センサーからリアルタイムデータを取得できなかったことです。センサーはデータを内蔵メモリに記録し、後で利用する形でした。

農業への産業用IoT導入により、遥かに高度なセンサーが活用されるようになりました。センサーは今やセルラー/衛星ネットワークを通じてクラウドに接続されています。これにより、センサーからのリアルタイムデータを把握でき、意思決定を効果的に行えるようになりました。

農業産業におけるIoTの応用は、農家が水タンクの水位をリアルタイムで監視できるようにし、灌漑プロセスをより効率的にしました。農業作業におけるIoT技術の進歩により、種子が完全に成長した野菜になるまでにどれだけの時間とリソースを要するかなど、農業プロセスのあらゆる段階でセンサーが使用されるようになりました。

農業におけるIoTは、第二のグリーン革命として登場しました。農家がIoTを導入することで得られるメリットは二重です。正確なデータによる農家の意思決定改善を通じて、コスト削減と収量増加を同時に実現しています。

農業におけるIoTの適用性

スマートファーミングは、持続可能な方法で農業を行い、食糧を生産するハイテクで効果的なシステムです。コネクテッドデバイスと革新的技術を農業に統合して実装するアプリケーションです。スマートファーミングは主にIoTに依存しており、農家と生産者の物理的作業の必要性を排除し、あらゆる面で生産性を向上させます。

農業に依存した最近の農業トレンドにおいて、IoTは水の効率的利用、投入資材の最適化など、大きなメリットをもたらしました。これらの大きなメリットが違いを生み、近年では農業に革命をもたらしています。

IoTベースのスマートファーミングは、フィールドをリアルタイムで監視することで農業システム全体を改善します。センサーと相互接続性の助けにより、農業におけるIoTは農家の時間を節約しただけでなく、水や電力などのリソースの浪費的使用も削減しました。湿度、温度、土壌などの様々な要因を常にチェックし、クリアなリアルタイム観測を提供します。

農業における新技術・IoT導入のメリット

1. 気候条件の監視

気候は農業において極めて重要な役割を果たします。気候に関する不適切な知識は、作物の生産量と品質を著しく悪化させます。しかし、IoTソリューションによりリアルタイムの気象条件を把握できます。農地の内外にセンサーを設置し、環境からデータを収集します。このデータを用いて、特定の気候条件下で生育・持続可能な作物を選択できます。IoTエコシステム全体は、湿度、降雨量、温度などを非常に正確に検知するセンサーで構成されています。これらのパラメータをすべて検知し、スマートファーミングの要件に合わせて設定できる多数のセンサーが利用可能です。これらのセンサーは作物の状態と周囲の気象を監視します。もし異常な気象条件が検知されれば、アラートが送信されます。悪天候時の物理的な立ち会いの必要性が排除され、結果として生産性が向上し、農家がより多くの農業メリットを享受できるようになります。

2. 精密農業（プレシジョンファーミング）

精密農業は、農業におけるIoTの最も有名な応用の一つです。家畜監視、車両追跡、圃場観測、在庫監視などのスマートファーミングアプリケーションを実現することで、農業慣行をより精密かつ制御可能にします。精密農業の目標は、センサーによって生成されるデータを分析し、それに応じて対応することです。精密農業は、農家がセンサーを用いてデータを生成し、その情報を分析してインテリジェントかつ迅速な意思決定を行えるよう支援します。灌漑管理、家畜管理、車両追跡など、多数の精密農法技術が効率と効果の向上に重要な役割を果たします。精密農業の助けにより、土壌条件やその他の関連パラメータを分析して運用効率を高められます。それだけでなく、接続デバイスのリアルタイム稼働状況を検知し、水分と栄養素レベルを把握することも可能です。

3. スマートグリーンハウス

グリーンハウスをスマート化するため、IoTは気象観測装置を活用し、特定の指示セットに従って気候条件を自動調整できるようにしました。グリーンハウスへのIoT導入により人的介入が排除され、プロセス全体がコスト効率的になり、同時に精度も向上しました。例えば、太陽光発電IoTセンサーを使用すれば、モダンで低コストなグリーンハウスを構築できます。これらのセンサーはリアルタイムデータを収集・送信し、グリーンハウスの状態を非常に精密にリアルタイムで監視できます。センサーの助けにより、水消費量とグリーンハウスの状態をメールやSMSアラートで監視できます。IoTの助けにより、自動かつスマートな灌漑が実行されます。これらのセンサーは圧力、湿度、温度、光量に関する情報を提供します。

4. データ分析

従来のデータベースシステムでは、IoTセンサーから収集されるデータを保存するのに十分なストレージがありません。クラウドベースのデータストレージとエンドツーエンドのIoTプラットフォームは、スマート農業システムにおいて重要な役割を果たします。これらのシステムは、より良い活動を実行できるよう重要な役割を担うと推定されています。IoTの世界では、センサーが大規模なデータ収集の主要なソースです。データは分析ツールを用いて分析され、有意義な情報に変換されます。データ分析は、気象条件、家畜の状態、作物の状態の分析に役立ちます。収集されたデータは技術革新を活用し、より良い意思決定を可能にします。IoTデバイスの助けにより、センサーからデータを取得して作物のリアルタイムステータスを把握できます。予測分析を活用すれば、収穫に関するより良い意思決定のための洞察を得られます。トレンド分析は、農家が将来の気象条件と作物の収穫時期を知るのに役立ちます。農業産業におけるIoTは、農家が作物の品質と土地の肥沃度を維持し、生産量と品質を向上させるのを支援しています。

5. 農業用ドローン

技術的進歩は農業作業をほぼ革命的に変え、農業用ドローンの導入はトレンドとなっている破壊的イノベーションです。地上ドローンと空中ドローンは、作物の健康評価、作物監視、播種、農薬散布、圃場分析に使用されます。リアルタイムデータに基づく適切な戦略と計画により、ドローン技術は農業産業に大きな飛躍と変革をもたらしました。サーマルセンサーやマルチスペクトルセンサーを搭載したドローンは、灌漑の変更が必要なエリアを特定します。作物が成長し始めると、センサーがその健康状態を示し、植生指数を計算します。最終的にスマートドローンは環境への影響を軽減しました。その結果、地下水に到達する化学物質が大幅に減少し、はるかに低いレベルになりました。

結論

IoT対応農業は、実証済みの知識に現代的な技術的ソリューションを実装するのを助けました。これにより、生産と品質・量の収穫の間のギャップを埋めることができました。複数のセンサーから情報を取得・インポートしてリアルタイムで使用するかデータベースに保存するデータ取り込みにより、迅速な対応と作物へのダメージ軽減が可能になります。シームレスなエンドツーエンドのインテリジェントな運用と改善されたビジネスプロセス実行により、生産物はより速く加工され、最短時間でスーパーマーケットに届けられます。

使用ハードウェア：

価格：70ドル

Intellia INT G01 - 土壌水分センサー

Intellia INT G01 土壌水分センサー（送信機）は、高精度・高感度の土壌水分測定機器です。この製品は金属製シェルで、高い耐圧強度と優れたシーリング性能を持ち、電磁パルスの原理を用いて土壌の見かけの誘電率を測定します。

主な仕様

型番：INT G01
監視原理：FDR
構造：4ピンタイプ
出力信号：4-20mA
電源：DC12-24V
応答時間：＜1秒

価格：280ドル

Intellia 土壌pHセンサー INT-PH1

この送信機は、土壌pH検知、下水処理、その他pH監視を必要とする場面で広く使用されています。入力電源、誘導プローブ、信号出力の3部品が完全に絶縁されており、安全で信頼性が高く、美しい外観で設置も容易です。

主な仕様

型番：INT-PH1
消費電力：≤0.15W（@12V DC、25℃）
測定精度：±0.5pH
測定範囲：0-14pH
動作温度：0-65℃
出力信号：RS485（Modbusプロトコル）