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レーザー狙撃による害虫駆除の2025年までの実用化目指し、農研機構が害虫の飛行パターンから動きを予測する方法を開発

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高出力レーザー狙撃による害虫駆除の2025年までの実用化目指し、農研機構が害虫の飛行パターンから動きを予測する方法を開発

農研機構

独立行政法人 農研機構は11月29日、害虫の飛翔パターンをモデル化し、ステレオカメラで撮影したリアルタイム画像から数ステップ先(0.03秒先)の位置を予測できる方法を開発したと発表しました。将来的には、予測された位置に高出力レーザーを照射するなどし、害虫を駆除するシステムに繋げたい考えです。

病害虫の防除と言えば、化学農薬のイメージがありますが、多額の開発コストや長期に渡る開発期間のため、新薬の開発数は減少傾向にあるとのこと。また、おなじ薬剤を使用し続けることで、害虫が耐性を獲得するなどの問題もあります。

このため、ムーンショット型農林水産研究開発事業「害虫被害ゼロコンソーシアム(先端的な物理手法と未利用の生物機能を駆使した害虫被害ゼロ農業の実現)」では、レーザー狙撃による物理的防除方法を開発しています。飛翔している害虫を検知し、レーザー光によって狙い撃ちするというものですが、害虫を検知してからレーザーで狙撃するまでに0.03秒程度のタイムラグが発生してしまうとのこと。虫は移動し続けているため、レーザーを命中させられないわけです。

高出力レーザー狙撃による害虫駆除の2025年までの実用化目指し、農研機構が害虫の飛行パターンから動きを予測する方法を開発

農研機構。レーザー狙撃による害虫防除システムの概略(イメージ)

これを解決するため、検知から0.03秒後の害虫の位置をリアルタイムで予測しようというのが、今回開発された方法です。

研究では、対象害虫としてハスモンヨトウの成虫を使用。3次元空間で不規則に飛行するハスモンヨトウをステレオカメラを用いて1秒間に55回のペースで撮影。飛行パターンをモデル化し、リアルタイムで計測される位置と組み合わせることで飛行位置を予測します。なお、ハスモンヨトウはタイムラグの0.03秒の間に、体長1個分(約2~3cm)移動するとのことです。

高出力レーザー狙撃による害虫駆除の2025年までの実用化目指し、農研機構が害虫の飛行パターンから動きを予測する方法を開発

農研機構。8匹のハスモンヨトウの位置を同時に計測した様子。1秒間に55回撮影した画像からハスモンヨトウを検出し飛行軌跡を描画した。青色は検出を開始したハスモンヨトウの位置を表し、赤色がその終点を表す。ハスモンヨトウは夜間に活発になるため、撮影は夜間を模した暗闇環境で実施。ステレオカメラの画像には壁や柱なども写り、暗闇環境で撮影するため画像中に小さい塵のようなノイズが含まれることがある。これら不要なものをリアルタイムで除去し、飛翔するハスモンヨトウだけを検出できる方法を考案した

害虫被害ゼロコンソーシアムでは、2025年までに、今回開発した手法で予測した位置にレーザーを照射して害虫を駆除する技術の実用化を目指します。将来的には、車両やドローンなどに搭載し、人的労力ゼロで害虫などによる被害を抑制するための基盤技術になることを期待しているとしています。

(Source:農研機構Engadget日本版より転載)