農振庁、自動運転ベースの果樹園用農業ロボット核心技術を確保

2024.07.17. 公正経済 — 農村振興庁は17日、果樹園で自動運転しながら除草、運搬、防除などの農作業を人の代わりに行うロボットを開発し、農家の現場実証を経て迅速に普及・拡大できるよう商業化促進に乗り出すと明らかにした。

農村は都市よりも速く超高齢社会に突入しており、労働力の損失を補う機械化が必要な状況だ。農村の労働力の高齢化と人口減少で農業機械の使用割合は増えているが、高齢の農業従事者が不規則な路面や傾斜地で農業機械を操作するのは難しい。

これに加え、必須薬剤の散布に伴う時間的コストや薬剤被害のリスク、農業資材の運搬による筋骨格系疾患などにより、多くの農業者が苦慮している。

このため、農振庁はリンゴ、ナシ、モモなどの果樹園で高精度衛星測位システム（RTK-GNSS）とレーザーセンサーであるLiDAR、映像装置などを使用して設定された経路を走行しながら除草、運搬、防除などの農作業を行うロボットを開発した。また、これらのロボットを実際の現場で活用可能な水準に改善し、効果を確認している。

LiDARはレーザーパルスを発射し、その光が対象物に反射して戻ってくるのを捉えて、物体までの距離などを測定し、物体の形状まで画像化する技術である。

障害物があれば停止してから作業

レーザーセンサーを活用し、除草ロボットの1.5メートル以内に果樹、作業者などの障害物があれば10センチメートル以内で停止した後、障害物が取り除かれると再び除草を開始するようにした。また、除草ロボットの下部に接触式停止装置を取り付け、ロボットが物体に触れた際にすぐ停止できるようにした。

除草ロボットと運搬ロボットは、空気圧スプリングなどの緩衝装置を適用し、地面からの衝撃を最小限に抑え、起伏のある路面に柔軟に対応できるようにした。

ロボットが作業場と集荷場を行き来し、人手を補助

産業体とともに防除ロボットの駆動方式をエンジンから電動に改善した。防除中に薬剤が切れると、補充する位置までロボット自ら移動して薬剤を補充できる機能を追加した。

運搬ロボットは、普段は作業者に付き添いながら収穫物や農機具の運搬などの農作業を行い、作業者が必要に応じて現在位置から集荷場など指定した位置にロボットを送れるようにシャトル機能を搭載した。収穫中の作業者がシャトル機能をオンにすると、事前に指定した位置にロボットが移動して収穫物の運搬などの業務を行った後、再び作業者のいる場所まで戻ってくる。作業者が作業を中断して集荷場まで往復する時間を減らしてくれる。

ロボット同士で連携し、薬剤も自動補充

除草ロボットは、荷物を載せて移動する運搬ロボットの役割も兼ねられるよう上部にスペースを確保した。

運搬ロボットについては、ロボット間の連携作業を活用するため、防除ロボットに必要な薬液を経由地まで運び届ける機能を追加する予定だ。この技術は、防除ロボットの薬剤がまもなく切れるという通知を受けると、薬液を積んで出発し、防除ロボットが通る経路で薬剤を補充できるよう薬液を運ぶものだ。この技術を追加すれば、防除ロボットが薬剤の補充のために移動する時間や移動に伴うバッテリー消費量を減らし、作業効率を高めることができる。

農振庁は、農業ロボットを商業化し、農家の生産性向上や安全事故の最小化などの農作業の利便性を検証するため、昨年から2027年まで計5年にわたり農業用ロボット現場実証支援事業を推進している。

これにより、農村の主産団地の拠点を基盤に、苗植え、除草、防除、収穫など栽培の全過程に多数・多種のロボットが投入される。現在、デジタル自動化、ロボット農作業、病害虫の予察と水分ストレス管理などに関連するロボットが、咸陽（タマネギ）、唐津（イネ）、居昌（リンゴ）、沃川（モモ）、漣川（ダイズ）、金堤（コムギ）などに投入され、効果を検証中だ。ここで出た結果を基に、果樹だけでなく食料や野菜分野でも無人農作業が可能になるようにする計画だ。

また、2025年から新技術のモデル普及事業を推進し、農業ロボット技術を補完・改良する予定だ。除草ロボットは7か所、運搬ロボットは5か所に適用される。電動化された防除ロボットは2025年に現場実証研究を行い、2026年には3か所に適用する計画だ。核心技術の先取りのため、各ロボットに関する産業財産権はすでに確保済みである。

これと並行して、農業ロボットが他の分野でも活用できるよう機関間の協力も推進している。まず、5月に韓国水資源公社と業務協約を締結し、同公社が管理する浄水場周辺の広大な緑地管理に除草ロボットを導入し、モデル適用する予定だ。