オーストラリアの綿花生産は、10億ドル規模の農業産業の一部である。
スプレードリフト（対象区域を越えて農薬が飛散すること）は、この産業にとってリスクとなっている。
AI技術を用いた新たなプロジェクトにより、農家はデータに基づく意思決定を通じて散布作業を管理できるようになりつつある。
2018～2019年において、オーストラリアの農業産業の価値は620億オーストラリアドルに上った。人口増加が続き食料安全保障が課題となる中、この分野を繁栄させ続けるためには技術革新が不可欠である。
世界各地の農場では、農業の効率を高め、世界の人々が生存と繁栄に必要なものを確実に入手できるよう、土壌と作物の状態を監視する自動化機械や分析技術に頼っている。これには、世界で最も重要かつ頻繁に利用されている天然繊維の一つである綿花も含まれる。
綿花は世界経済において不可欠な商品であり、世界有数の高付加価値作物の一つである。綿花の畑での栽培と工場での加工は、数十億ドル規模の世界的な事業活動と収益につながっている。
この産業の存続を確保するために、データに基づくAI技術をどのように応用するかは、世界的に重要な課題である。
スプレードリフトとは何か、そしてなぜ問題なのか？
綿花産業――そして他の多くの農業分野――にとって最大のリスクの一つがスプレードリフトである。
農薬は、作物を害虫、雑草、病気から守るために多くの農業において使用されており、オーストラリアの農業産業が生産性、収益性、持続可能性を維持するうえで役立っている。
しかし、農薬が対象作物の範囲を越えて飛散すること――スプレードリフト――は、無駄が生じ、対象外の区域に意図せず農薬がさらされるため、極めて望ましくない。
スプレードリフトおよび農薬の意図しない飛散は、生産者の財務に悪影響を及ぼすとともに、対処が必要な地球規模の環境問題である。
Ann Nicholson教授とRoss Pearson。
綿花は農薬によるスプレードリフトに特に敏感であり、2018年にはオーストラリアの綿花産業への財務的影響が大きく、生産損失として推定1,800万オーストラリアドルのコストが生じた。
スプレードリフトおよび農薬の意図しない飛散は、生産者の財務に悪影響を及ぼすとともに、対処が必要な地球規模の環境問題である。
スプレードリフトの問題は新しいものではなく、長らく農業産業における深刻な課題となってきた。AIのより広い分野の一部であるロボットや機械学習技術は、資源の保全、農薬使用の最小化、市場投入までの期間短縮を通じて農業の在り方を新たな高みへと導く、より持続可能な農業手法を実現する能力を備えている。
AIは生産性を向上させ、環境負荷を低減している
最近、次の機関による連携が発表された：情報技術学部（モナシュ大学）、BARD AI、PentaQuest、およびAgriSciは、AI技術を活用して情報に基づく散布作業と意思決定の向上を支援しており、これによりスプレードリフトの影響を低減し、農業全体の生産性、収益性、持続可能性を向上させるとともに、環境への全体的な影響を最小限に抑えている。
綿花研究開発公社（CRDC）プロジェクト「農業用散布の革新」は、スプレードリフトの課題に取り組むため、AIとゲームデザインの手法を応用している。
情報だけでは行動は変わらず、高度な技術を用いても、農家による新たなプラットフォームの採用は保証されない。研修や関与の成果を高めるゲーム的なデザインアプリケーションに、AIによる意思決定支援モデリングを組み合わせることで、本プロジェクトは継続的な採用と、農家に適切な情報を提供する正確な意思決定支援を実現できる。
このプラットフォームのゲーミフィケーションの仕組みは、コミュニティへの参加、遵守状況の認定、および現在の散布作業に関するリアルタイムのリスク評価を通じて農家にインセンティブを与え、行動変容を促している。
本プロジェクトのAI部分はベイジアン・ネットワークに基づくもので、これは不確実性を伴う現実世界の問題をモデル化するための厳密な確率論的手法を提供するものである。本技術は、散布に関する判断がもたらす潜在的なリスクと影響について農家にリアルタイムで情報を提供することで、意思決定支援を実現する。
革新を拡大するためには投資が必要である
農業分野におけるAIの活用をさらに進めるためには、あらゆるレベルの政府が、農場管理ソリューションの導入、試験、開発を支援するインフラと計画に投資することが不可欠である。
本プロジェクトは今年初めに、約10万オーストラリアドルのビジネス研究・イノベーション推進助成金を受けた。また、プロトタイプまたは概念実証の開発のため、さらに100万オーストラリアドルの助成を受けることを検討中であり、これは今年後半に決定される予定である。
このような資金提供の機会により、プロジェクトチームは、スプレードリフトの根絶に向けて、同じ志を持つ地域の生産者、農業技術者、販売業者、コンサルタント、散布請負業者などのグループと連携することができた。
さらなる資金提供を通じて、本プロジェクトが農業コミュニティを巻き込み、対象外への散布の発生を減らし、より安全な散布技術を促す営農方法の変革を後押しできることが期待されている。
世界的に農業活動の規模拡大と多様化が進む中、スプレードリフトの問題はますます重要になっている。農薬の使用量が増える中、残された未耕作地や周囲の自然生息地は、これまで以上に保護される必要がある。
世界人口の増加が都市の拡大につながるにつれ、農業に利用できる土地は減少し、農家はより効率的に土地を利用することを迫られる。ロボティクス、機械学習、新たなデジタル農業手法は、この分野の将来の持続可能性を確保するうえで役割を果たし得る。
周辺環境の保護に配慮しつつ、効果を維持しながら農業で使用される農薬の量を削減する方法を見つけることは、極めて重要である。
