農業におけるデジタル変革は本格化しています。産業用IoTデバイス、ロボット工学、衛星通信、人工知能、クラウドエッジプラットフォームが、この分野のデジタル化を加速させています。
国連食糧農業機関（FAO）は長年にわたり、増加する世界人口の需要を満たすためには、2050年までに農作物の生産量を60～70%増加させる必要があると警告してきました。エネルギー、水、天然資源の管理、二酸化炭素排出、労働力不足、自然災害、そして経済の不確実性は、テクノロジーを活用したインテリジェントなソリューションを求める産業に影響を与えています。
ジョンディアの会長兼CEOであるジョン・メイ氏は、CES 2023の基調講演でメインステージに登壇し、世界の食糧供給という課題への取り組みにおいて、新たなテクノロジーがどのように貢献しているかについて語りました。このイベントで、ディアは新型の完全自律型IIoTトラクターと、新たな産業用植栽技術を発表しました。
「私たちの目標は、お客様の収益性と生産性を高め、より持続可能な方法で業務を遂行できるよう支援することです」とメイ氏は述べた。「そのために、私たちは最先端のテクノロジーを活用しています。」
ジョンディアだけではありません。スマート産業農業は今後数年間で成長が見込まれています。本レポートでは、市場と世界トップ企業、それぞれの新技術、そして世界的なギャップ、課題、そして機会について深く掘り下げます。
参照:採用キット: IoT 開発者(TechRepublic Premium)
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- トッププレーヤーと新しいアグリテック
- 世界的な格差と課題
トッププレーヤーと新しいアグリテック
世界経済フォーラムによると、農業は世界最大かつ最も重要な産業の一つであり、世界全体の価値は2.5兆ドルに達します。このセクターは、カーギル、CNHインダストリアル、バイエル、ジョンディアといった企業によって支配されています。
カーギルとCNHインダストリアル：AI駆動型プラットフォームと未来の機械
カーギルは155年の事業実績を誇り、70カ国で事業を展開しています。2021年以降、同社はRegenConnectを運営しています。これは、土壌の健全性向上と環境改善に貢献した農家に、隔離された炭素量1トンごとに報酬を支払うマーケットプレイスです。
さらに同社は、農場管理業務の改善を目的としたプラットフォーム「Digital Saathi」や、農家がより健康な鶏を育てることを支援する AI プラットフォーム「GalleonTM Broiler Microbiome Intelligence」など、AI ベースのプラットフォームにも投資しています。
CNH インダストリアルはアメリカとイタリアの合弁企業で、最近、将来に向けた新型噴霧器、トラクター、クローラーのコンセプトを発表しました。
CHN の Case IH 社製 Patriot 50 シリーズ噴霧器では、接続ソリューションと統合噴霧技術により農場作業員がキャビン内で作業することが可能です。一方、新しい Holland 社の Straddle Tractor Concept や、New Holland 社と FPT Industrial 社の TK4 ブドウ園用クローラー トラクターでは、二酸化炭素排出量とコストを削減する環境技術に重点を置いています。
バイエル：デジタル農業ソリューションとテクノロジー
2018年にモンサント社を630億ドルで買収し農業分野での地位を強化したドイツの多国籍企業バイエルは、自社のデジタル農業ソリューションを積極的に披露している。
同社の Climate FieldView テクノロジーは、センサー、ドローン、機械、その他の IIoT デバイスから生成されるビッグデータを管理することで、農家がデータ主導型になるのを支援します。
「リモートセンサー、衛星、ドローンは、植物の健康状態、土壌の状態、温度、窒素の利用状況などを24時間365日監視できます」とバイエルは述べた。「これらのデータと人工知能ツールを組み合わせることで、農家は圃場で重要な意思決定をタイムリーに行うことができます。」
Climate FieldViewエッジクラウドプラットフォームは、農家に農作業の全体像を提供します。このテクノロジーは数十億ものデータポイントを統合し、混乱や問題を特定して未然に防ぎ、土地、エネルギー、水、その他の資源を最大限に活用しながら生産性を向上させることができます。
さらに、バイエルは、植物の健康状態に関する新たな視点を提供できるスマートドローンの活用を推進しています。特殊な画像技術を搭載したこれらのドローンは、害虫、病気、干ばつなど、さまざまなレベルの作物ストレスが植物に及ぼす影響を明らかにすることができます。
圃場土壌センサーも農業においてますます重要になっています。センサーを使用することで、生産者は土壌の詳細な状態をリアルタイムで監視し、水分、栄養分レベルなどのデータを測定できます。センサーを灌漑システムと組み合わせることで、作物に必要な時に必要な場所にのみ水を供給し、水の使用量を削減し、より適切に管理することができます。
バイエルは、マイクロソフトやグーグルといったテクノロジー企業とも提携し、彼らの技術専門知識とコンピューティングパワーを活用しています。これらの提携により、バイエルはクラウドベースのツールとリアルタイムデータ分析を活用したデータ分析を実現しています。
ジョンディア：精密農業と農業機械
精密農業は、この分野で成長を続けるもう一つのトレンドです。高度なIIoT農機具とGPS、そして過去の圃場情報や予測情報を組み合わせることで、適切な種子を最適な深さ、密度、場所に植えることができます。これらのプロセスの自動化は、生産性を向上させるだけでなく、燃料使用量と二酸化炭素排出量を削減します。
農業機械市場では、ジョンディアはCES 2023でExactShotと電動掘削機という2つの新しい技術を発表しました。
ExactShotはセンサーを用いて、種子が土壌に植えられる瞬間を感知します。そして、機械に搭載されたロボットが、種子が土壌に植えられる瞬間に必要な量の肥料だけを直接散布します。
従来、スターター肥料は種子の列全体に継続的に施用されていました。ジョンディア社によると、この技術を用いることで、農家は植え付け時に必要なスターター肥料の量を60%以上削減できるとのことです。同社は、この新技術により、年間9,300万ガロン以上のスターター肥料を節約できると見積もっています。同時に、無駄な肥料による雑草の生育促進や流出リスクの増大も防ぎます。
ジョンディアの電動油圧ショベルは、燃料、追加の運用コスト、そして現場での騒音公害を削減するように設計されており、排出ガスゼロを実現しています。ジョンディアは、重機を完全電動モードで稼働させるバッテリー技術を開発するクライゼル・エレクトリック社の過半数株式を活用しています。
世界的な格差と課題
洪水や歴史的な干ばつ、炭素排出量削減の圧力、サプライチェーンの混乱、地域の不安定性、世界経済環境、情報格差、農村の連結性、先進地域と発展途上地域との格差は、依然として世界の工業農業部門にとって大きな障害となっている。
AI 分析やセンサーによるエネルギーや水の使用量の削減、地理空間画像を使用した気象耐性の向上など、テクノロジーの革新によってこれらの問題の多くを解決できる一方で、他の問題はより複雑であることが判明しています。
スマート農業には、信頼性が高く低遅延の接続が不可欠ですが、世界のインターネットネットワークがカバーしているのはわずか15%に過ぎず、農業活動が集中する農村地域は通常、カバーエリア外にあります。Astrocastのような企業は、最近SpaceXのFalcon 9ロケットに4基の超小型衛星を搭載し、衛星群を拡大するなど、農村地域へのIoT接続の提供に取り組んでいます。
オンライン化は農業4.0システムを運営する上で不可欠な要素ですが、情報格差や地域開発格差に苦しむ国々にとって、問題ははるかに深刻です。FAOの「食料安全保障と栄養の現状」報告書は、アフリカ、アジア、ラテンアメリカ、カリブ海諸国で飢餓が増加していることを示しています。
十分な食料と健康的な食生活へのアクセスも、世界の人口に負担をかけています。2020年には、約7億6,800万人が栄養不足に陥り、30億人が十分な食料と健康的な食生活を送っていませんでした。この危機は、気候変動、経済の減速、紛争、そして農業政策と関連しています。
2023年1月12日、屈冬玉FAO事務局長は国連食料システム調整ハブに出席しました。このイベントでは、農業大臣や各国高官を含む200名を超える参加者が、農業食料システムの変革、政策と意識の変革、そしてビジネスモデルの再構築の必要性を強調しました。
「より効率的で、より包摂的で、より強靭で、より持続可能な農業食品システムへの変革を通じて、流れを変えることができます」と屈氏は代表者たちに語った。「農業食品システムの変革に資金を活用することは、SDGs（持続可能な開発目標）達成に必要な最も重要な触媒行動の一つです。これを正しく実行すれば、私たちの農業食品システムは収益性が高く、公平で、持続可能で、健全になり、ショックに対してより強靭なものとなるでしょう。」
産業型農業セクターは多くの課題に直面していますが、企業やイノベーターたちは自動化とデータ駆動型農場によって流れを変えつつあります。課題はまだ山積していますが、このセクターは異業種連携による近代化を続けています。遺伝学から宇宙・衛星分野、データと分析、エッジクラウド、IIoT、AIに至るまで、環境への配慮を核に、農業は世界の食糧供給という希望を胸に、新たな時代へと移行しつつあります。
IIoT の 5 つの主な使用例と簡単な歴史について詳しくご覧ください。
