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土壌と植物で奏でるアート~農業における新たなパラダイム~

shinrinakamura
September 21, 2023

 土壌と植物で奏でるアート~農業における新たなパラダイム~

shinrinakamura

September 21, 2023
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  1. 中村 真理 Nakamura Shinri 診療放射線技師 Line API Expert 株式会社B&B Lab.

    共同ファウンダー 自己紹介 株式会社 B&B Lab. 事業内容:IoTハードウェア及びサービスの開発 過去にNode-REDとLINEの連携について記事の執筆
  2. 労働力が減少傾向にある 日本の農業が置かれている状況 ① 50 55 60 65 70 75 80

    100 110 120 130 140 150 160 170 180 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 農業従事者のうち65歳以上の割合(%) 基幹的農業従事者(万人) 西暦(年) 基幹的農業従事者(個人経営体)数の推移 基幹的農業従事者 65歳以上が占める割合(%) 農業従事者の高齢化が進んでいる 図1:基幹的農業従事者数の推移 農林水産省 農業労働力に関する統計をもとに作成
  3. 爆発的な普及のために 実際にはこのようなループが必要 蓄積 分析 収集 活用 データ分析 AI関連技術など 自動制御 (自動潅水など)

    IoT、センサー 技術など クラウドなど サイバー空間 フィジカル空間 その場で フィードバック 図3: MONOist「いまさら聞けない「デジタルツイン」 https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1808/08/news043.html
  4. pF測定の原理 水が土にしみ出す 内部の水が減るため 圧力が低くなる 乾燥した土壌 水が土から流入 内部の水が増えるため 圧力が高くなる 湿潤な土壌 水

    水 水 水 水 水 水 水 カラム内の水圧を水柱 の高さに変換する 0 + ー 水柱の高さの 常用対数がpF pFが大きいほど乾燥しており、 pFが0に近いほど湿潤である
  5. Arduinoで変換式を記述 1/2 #define V_OFFSET 0.15 // 圧力計のオフセット(データシートから) #define P_RANGE 1000

    // 圧力計のレンジ(-1000) // ADCの出力電圧を負圧に変換する // 引数:ADCの出力電圧 float CulcPressure(float voltage){ float pressure = 0; pressure = (voltage - V_OFFSET) / 2.7 * P_RANGE; return pressure; } ADCの出力電圧から負圧(mbar)に変換
  6. 式変換 https://www.waterworks.metro.tokyo.lg.jp/files/items/19004/File/20170412_11.pdf 東京水道局 参考資料 水頭圧力 = mbar * 1.02064 pF

    = log(水頭圧力) // pFへの換算 // 返り値:pF // 引数:圧力 double CulcpF(float pres){ double pF; double cmH2O; cmH2O = (double) pres * 1.02064; // 水柱の高さ pF = log10(cmH2O); return pF; } Arduinoで変換式を記述 2/2 負圧(mbar)から水頭圧力(cmH2O)に変換した後pFに変換
  7. pF算出のプログラムの検証 表1:圧力とpFの関係 花卉園芸大百科 2 土・施肥・水管理 p41 土壌水分吸引圧の表示値 より作成 mbar pF

    cmH2O bar 0 0 0 1 0 1.02 0.001 5 0.7 5.1 0.005 10 1 10.2 0.01 20 1.3 20.4 0.02 50 1.7 51 0.05 100 2 102 0.1 200 2.3 204 0.2 500 2.7 510 0.5 1000 3 1020 1 y = 0.4343ln(x) + 0.0001 R² = 1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 200 400 600 800 1000 1200 pF mbar mbarとpFの関係 ESPで計算したものと表の値を比較 文献で調べた値と算出した値を比較して問題ないことを確認
  8. MONOist「いまさら聞けない「デジタルツイン」 https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1808/08/news043.html 農林水産省 農業労働力に関する統計 https://www.maff.go.jp/j/tokei/sihyo/data/08.html 農林水産省 2020年農林業センサス https://www.maff.go.jp/j/tokei/census/afc/2020/ 農林水産省 農業DXをめぐる現状と課題

    https://www.maff.go.jp/j/kanbo/dx/attach/pdf/nougyou_dxkousou-16.pdf アスパラガスの二期どり栽培におけるかん水と培土による増収効果 https://www.naro.affrc.go.jp/org/narc/seika/kanto22/06/22_06_17.html 新しい土壌測定法の計画基準の反映に向けて https://www.naro.go.jp/laboratory/nire/mail_magazine/files/mm16_05-01.pdf 平成16年度試験研究主要成果 https://www.pref.okayama.jp/uploaded/life/737893_6745651_misc.pdf https://www.waterworks.metro.tokyo.lg.jp/files/items/19004/File/20170412_11.pdf 東京水道局 参考資料 花卉園芸大百科 2 土・施肥・水管理 社団法人 農山漁村文化協会 発行 ISBN 4-540-01202-9 野菜ちゃんの気持ちがわかるベジリンガルの開発 参考情報 https://speakerdeck.com/shinrinakamura/storyofvegilingerdevelop-linerevup https://amzn.asia/d/iIY8a3M