スマート農業の実現に向けた取組と

今後の展開方向について

技術で拓く！未来の農林水産業！！

平成２８年７月

○ 農林水産業・食品産業分野では、担い手の減少・高齢化の進行等により労働力不足が深刻な問題。

○ 農林水産業の現場では、依然として人手に頼る作業や熟練者でなければできない作業が多く、省力化、人手の確保、負担の軽減が重要となっている。

○ 既存の団体や企業だけでは新たなイノベーションは生まれない。他分野からの参入を進め、これまでにない技術やノウハウを活かしてイノベーションを生み出すことが必要となっている。

農林水産業・食品産業の現場の実状農業者の高齢化の進行、深刻な労働力不足

高齢化が進行し、平均年齢は67.0歳で65歳以上が６割以上。

資料：「2015年農林業センサス」

○ 基幹的農業従事者の年齢構成（平成27年）

○ 選果や弁当の製造・盛付など多くの雇用労力に頼っているが、労働力の確保が困難になっている。

○ 農林水産業の現場には、機械化が難しく手作業に頼らざるを得ない危険な作業やきつい作業が多く残されている。

○ 農業者が減少する中、一人当たりの作業面積の限界を打破することが求められている。

農林水産業・食品産業分野における課題

○ トラクターの操作などの熟練者でなければできない作業が多く、若者や女性の参入の妨げとなっている。 １

中間取りまとめ（平成26年3月）

１．スマート農業の将来像

２．スマート農業の実現に向けた

ロードマップ

３．スマート農業推進に当たっての

留意点（課題等）

スマート農業研究会における検討

スマート農業研究会の枠組

スマート農業の将来像

○ ロボット技術やICTを活用した新たな農業（スマート農業）を実現するため、農林水産省では経済界の協力を得て研究会を設け、将来像や課題などを検討するとともに、GPS自動走行システム等の導入による農機の自動走行、重労働を軽労化するアシストスーツ、除草などの作業を軽労化するロボット等の研究開発・導入実証を進めている。

○ 最近の技術開発の動向や生産現場のニーズを踏まえ、今後も研究開発・導入実証を進める。○ 平成28年３月には「ロボット農機に関する安全性確保ガイドライン（案）」を策定。

スマート農業の実現に向けた取組

２

１ 超省力・大規模生産を実現

GPS自動走行システム等の導入による農業機械の夜間走行・複数走行・自動走行等で、作業能力の限界を打破

３

センシング技術や過去のデータに基づくきめ細やかな栽培（精密農業）や営農者の有益な知見との融合等により、農林水産物のポテンシャルを最大限に引き出し、多収・高品質生産を実現する。

施設園芸の高度環境制御システムドローンを活用した

ほ場や作物のセンシング

低空を自律飛行プログラムした

エリアの生育環境情報を把握

２ 作物の能力を最大限に発揮

４

３ きつい作業、危険な作業から解放

収穫物の積み下ろしなどの重労働をアシストスーツで軽労化するほか、除草ロボットなどにより作業を自動化

５

４ 誰もが取り組みやすい農業を実現

農業機械のアシスト装置により経験の浅いオペレーターでも高精度の作業が可能となるほか、ノウハウをデータ化することで若者等が農業に続々とトライ

６

５ 消費者・実需者に安心と信頼を提供

クラウドシステムにより、生産の詳しい情報を実需者や消費者にダイレクトにつなげ、安心と信頼を届ける

消費者実需者

生産者

７

担い手のビジネスチャンスを拡大

品質と信頼で世界と勝負する農産物を生産

新たなビジネスの創出・展開

スマート農業がもたらす新たな日本農業の展開

経営者が販路拡大や新商品開発に取り組める環境を構築することにより、経営が多角化・発展

高品質で信頼される農産物を安定的に生産することで、世界に冠たるジャパンブランドを世界に発信・グローバルスタンダード化

ノウハウのデータ化・知財化により農業を知識産業化させ、我が国農業のノウハウの輸出のほか、農機・資材等の農業周辺産業をソリューションビジネス化

飲食店経営

観光経営

加工品製造

栽培の最適化

防除歴 温度データ

土壌分析データ

用水量

やる気のある若者、女性などが農業に続々とチャレンジ

農作業の技術習得が容易となり、やる気のある若者、女性など農業の新たな担い手・労働力を確保

ジャパンブランドの海外展開

農業構造の改革を技術でサポート

先端技術を活用し、超省力化によりこれまでにない大規模経営が実現

作物データ

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ICTの活用の現状と今後の展開方向

現在実用化されているもの 今後の展開方向

経営内容の⾒える化１．農業経営の効率化

農業経営をシミュレーションできるシステム農業経営をシミュレーションできるシステム○ 最適な作付体系、規模拡大の可能性など経営改善に役立つシミュレーションシステムの構築

○ 作業内容や費用、売上からコスト分析○ 作付・栽培管理、雇用者の作業管理

経営の最適化

２．生産・流通工程の管理

作業履歴の記録・管理

○ 作業履歴を手入力で記録・管理

⽣産⼯程の⾃動管理システム⽣産⼯程の⾃動管理システム○ 農機から自動的に作業履歴を記録して生産工程を管理

施設・流通の効率的利⽤のための管理システム施設・流通の効率的利⽤のための管理システム○ ＩｏＴによって、各ほ場の出荷予定と集出荷施設の受入キャパシティを同時に管理し、処理能力を最適化

○ 他業種と連携した流通システムを構築し、混載や輸送余力の相互利用などで効率化

生産・流通の最適化＋

新たなビジネスの展開

３．栽培管理の精密化

センサー等によるデータ取得○ 各種センサーで環境データを取得して見える化

○ データに基づき、園芸施設内の温湿度等の環境を制御

露地栽培における精密栽培管理システム露地栽培における精密栽培管理システム○ 衛星、ドローン、ほ場や農機のセンサーのデータに基づき、自動管理するシステム（可変施肥、水管理等）

施設栽培における複合環境制御システム施設栽培における複合環境制御システム○ 生育、気象、土壌分析、栽培管理等のデータを基に、収量や品質の向上に向けて環境を最適化するシステム

農産物の多収化・高品質化

＋安定化

最適な⽣育管理を提⽰するシステム最適な⽣育管理を提⽰するシステム

４．次世代を担う人材の育成

○ 気象予報や病害虫発生予察に基づき、被害が最小となる対処方法を提示する等、最適な営農管理を提示するシステム

優れた農業技術の形式知化・ビッグデータ化優れた農業技術の形式知化・ビッグデータ化○ ノウハウをデータ化した上でビッグデータとして蓄積し、分析を行うことにより、熟練農業者のノウハウを見える化

「匠の技」の形式知化ツール○ 熟練農業者が持つ「匠の技」を見える化するシステム

技術継承の迅速化

９

ロボット技術に対する現場のニーズと今後の技術開発の課題現場のニーズ 今後実現すべき技術

⼟地利⽤型作物

農業機械のオペレーター⼈材確保が困難

ほ場枚数が増加する中できめ細かな⽣育・⽔管理が困難

除草は単調で作業負荷・リスクが⼤きい 中⼭間地や狭⼩なほ場では、無⼈ヘリによる農薬散布が困難

収量や品質がばらつき、均⼀な管理が困難

衛星測位による農機の運転アシスト・⾃動⾛⾏

⽔管理の⾃動化 遠隔監視による⾒回り作業の省⼒化 畦畔除草等のロボットによる⾃動化 適正かつ軽労な防除のためのドローンなどによる空中散布の⾃動化

センシングに基づく作業の精密化地域作物 収穫機の台上で選別するのに多くの⼈⼿が必要 台上選別が不要となる省⼒収穫ロボット

野菜

畑の⾒回りや有害⿃獣の監視は重労働 ⼤規模な施設園芸で多収・⾼品質⽣産を実現するにはきめ細かな環境制御が必要

ホウレンソウやキャベツ、レタスなど主要な葉茎菜類で機械化が遅れている

トマトなどの果菜類、果樹は⼿作業での収穫 収穫物のほ場内運搬に多くの労⼒が必要

遠隔監視による⾒回り作業の省⼒化 施設園芸における複合環境制御技術

品⽬共通で利⽤できる葉茎菜類・果菜類の収穫ロボット

収穫物運搬の⾃動化

果樹

園地内の除草作業は単調で労働時間が⻑い 防除作業は作業負荷が⼤きくリスクが⾼い 受粉や摘花、収穫などは⼿作業であり、作業負荷が⼤きい

収穫物の運搬に多くの労⼒が必要 軟弱果実のコンテナからの荷下ろしや箱詰めなどに⼈⼿の確保が難しい

傷や内部の病害⾍などの検出を⼿作業に頼る

園地除草のロボットによる⾃動化 ⾃動⾛⾏防除機 品⽬・作業横断的に活⽤可能な汎⽤ロボット

収穫物運搬の⾃動化 農業⽤アシストスーツの実⽤化 選果施設における⼿作業の⾃動化 収穫物の評価システム

酪農･畜産

様々な作業で機械・ロボットが導⼊されている ロボットを活⽤した飼養体系で乳⽤⽜のベストパフォーマンスを発揮

ロボットによる管理作業の⾃動化 10

衛星測位による農機の運転アシスト・自動走行の戦略

普及性

無人化

【戦略１】運転支援装置を多くの農家に役立つ技術に

①高精度衛星測位システムの低コスト化②直線走行から旋回・作業機操作の自動化に発展

【戦略２】飛躍的な省力化を可能にする自動・無人化への挑戦

①安全性ガイドラインの策定・高度化②安全保護装置（人感センサー等）

【第１段階】

使用条件・環境を限定した有人－無人協調作業システムの実用化（2018年目標）

【第２段階】

完全無人、複数台同時自動走行などの実現

有人－無人協調作業システムの実証、安全性確保GL（Ver.01）の策定（2016年）

有人－無人協調作業システム

GPS自動操舵

【戦略３】運転支援・自動化技術をコンバインや田植機などに拡張

【戦略４】準天頂衛星を活用した高精度・低価格な運転アシスト・自動走行の実現

①準天頂衛星に対応した低価格運転アシストシステムの開発②RTK‐GPS基地局の整備ルールの検討

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ロボット農機による自動走行システムの実現に向けた取組

◇ 平成28年３月４日に開催された「官民対話」において、安倍総理から①2018年までにほ場内での農機の自動走行システムを市販化すること、②2020年までには遠隔監視で無人システムを実現することについてご指示を頂いたところ。

◇ これを踏まえ、今後は安全性確保のガイドラインの策定、安全確保装置などの研究開発による技術の確立、安全に実施するための条件設定等の検討等に取り組む。

今後の取組

自動走行フォワーダ

畦畔除草ロボット

アシストスーツ弁当盛付ロボット

GPS自動走行トラクタ

２０１８年 農機の自動走行システムの市販化

有人機

無人機（ロボット農機）○ ロボット農機は、無人で自

律走行（ハンドル操作、発進・停止、作業機制御を自動化）

○ 使用者は、ロボット農機を常時監視し、危険の判断、非常時の操作を実施

写真は、使用者が別の農機に搭乗して無人機を監視する方法の例（有人－無人協調システム。協調作業で、１人で２つの作業が可能 （例：耕耘＋播種））

【実現に向けた取組】

○ 安全性確保ガイドラインの策定① 平成28年３月18日にガイドライン（最終案）を公表

② ガイドライン案の有効性・妥当性の確認（平成28年度予算「農林水産業におけるロボット技術安全性確保検討事業」による支援等）

③ 平成28年度末（2017年3月末）までにガイドライン策定

ガイドライン案には、安全性を確保するために製造者等が行うリスクアセスメントや保護方策の内容、使用者への訓練など関係者が果たすべき役割を明示

【実現を目指す技術の内容（イメージ）】

２０２０年 遠隔監視による無人システム

○ ロボット農機は、無人状態で常時全ての操作を実施

○ 基本的にロボット農機が周囲を監視して、非常時の停止操作を実施（使用者はモニター等で遠隔監視）

○ 無人自動走行で、作業中のほ場から、隣接するほ場へ移動することも想定

（現時点では研究段階）

【ほ場外】

ロボット農機の周辺状況や機械の状況は、使用者がほ場外から遠隔監視

【実現を目指す技術の内容（イメージ）】

【実現に向けた取組】

○ 研究開発等による技術の確立

（安定性・確実性が極めて高い位置情報把握技術、人感知センサー等の危険回避装置など）

○ 安全確保措置の検討、実施条件の設定

無人機（ロボット農機）

【ほ場内】

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ロボット技術・ICT活用に向けた具体的な取組

〇 生産現場における革新的技術体系の導入実証や、次世代の技術体系を生み出す研究開発の推進

○ 農業分野におけるデータ利活用促進を図るため、農作業や農作物の名称等の標準化ガイドラインを内閣官房、総務省と連携して策定。

農業分野におけるデータの標準化

〇 総合科学技術・イノベーション会議の司令塔機能の下、府省の枠や旧来の分野の枠を超え科学技術イノベーションを実現するための「戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）」の「次世代農林水産業創造技術」において研究開発を実施。

○ 革新的技術の導入による生産性の飛躍的な向上の実現を目指し、地域の競争力強化に向けたロボット技術やICT等先進技術の導入実証や先導的技術の研究開発を推進。

○ さらに、先進的技術を普及させるための環境整備として、ロボット技術に関する安全確保策のルールづくりや、農業分野におけるデータ利活用促進に向けたデータの標準化の取組を推進。

研究開発・導入実証

○ 自動走行時のヒヤリハット事例や農薬散布時の飛散特性を把握。

○ センサーや危険回避装置等ロボットの安全性に係る設計・改良を実施。

○ 安全性確保の基本的考え方、関係者の役割、ロボットの運行方法等について定めたガイドライン等を作成・検証。

ロボット技術の安全確保策の検討

安全確保策のルールづくり

（自動走行トラクターの例）

無人走行には多くのリスクが存在

ロボットの現場導入に際しての問題点

ほ場外への飛び出し

第三者との接触

機械同士の接触

有人機無人機

安全のルールがないとロボット関係企業等が参入できない、普及が進まない

データの標準化を定義※標準化ガイドライン・ロードマップ

○ 農作業の名称（本格運⽤版）○ 農作物の名称（試⾏版）○ データ交換のインタフェース（試⾏版）○ 環境情報（⽣産環境に係る温度等）のデータ項⽬（本格運⽤版）の標準化ガイドラインを策定

気象情報等の利活用【取組例】ロボット農機による省力化

今後、（試⾏版）の（本格運⽤版）化を推進すると共に、○ 登録農薬に係る情報○ 登録肥料等に係る情報の標準化を予定

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人工知能未来農業創造プロジェクト（仮称）

先進的な⼈⼯知能等の研究者、ベンチャー企業など様々な分野の⽅の参画・提案により、ＡＩ、ビッグデータ、ＩｏＴ等を活⽤した新たな農林⽔産業の可能性を検討

【想定されるＡＩの活用例】

【想定されるビッグデータの活用例】

○ 農業以外の様々な主体の技術や知見も活かしつつ、ＡＩ（人工知能）やＩｏＴの活用により飛躍的な生産性の向上を図るため、「人工知能未来農業創造プロジェクト（仮称）」に取り組み、手作業の軽労化・効率化を実現するロボットの開発や、熟練農家の匠の技の移転システムの導入等の社会実験を進める。

剪定、摘果、収穫等の技術と⼈⼿を要する作業のロボット化

選果場におけるパッケージング等の⼈⼿と正確性を要する作業のロボット化

なるほど！篤農家はこういう枝を剪定していたのか。

ほ場に設置した環境センサー等のデータを活⽤し、最適な⽔管理・防除・施肥等を実施

ＡＩによる形式知化

経験や⼝伝によって継承されてきた篤農家の技術・判断の記録

学習⽀援モデルを作成し、新規就農者等の学習、指導に活⽤

【熟練農家の匠の技・ノウハウの移転】

ＩｏＴ、ＡＩを活用したシステムの社会実験等 新たなイノベーションの実現に向けた研究開発

人工知能の活用に関する検討

参考：今後の展開方向

14１．ドローンで作物の⽣育状況をセンシングし、そのデータを基に施肥マップを作成２．施肥マップに基づいて可変施肥機で追肥

ドローン

施肥マップの作成

施肥マップに基づき可変施肥機で追肥

生育状況のセンシング

クラウド

【ドローンによる精密施肥の実施】

http://www.maff.go.jp/j/kanbo/kihyo03/gityo/g_smart_nougyo/index.html

○ スマート農業の実現に向けた研究会

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【参考】 農林水産省ホームページ

○ ＩＴ関連情報（農山漁村におけるIT活用事例等）

http://www.maff.go.jp/j/kanbo/joho/it/itkanren.html