科学技術と共に歩む

1.　バイオ分野における情報，計測，システム制御
1.1　は　じ　め　に…1
　1.1.1　農業とは，バイオとは…1
　1.1.2　農の論理とその展開…1
　1.1.3　近代農学の誕生…2
　1.1.4　定量化，統計学の活用…2
　1.1.5　生理学的活性の計測…2
　1.1.6　生長のモデル化，収量予測モデル…3
　1.1.7　ファイトトロン（人工環境）と植物科学におけるパラダイムシフト…3
　1.1.8　生育環境のシステム制御…3
　1.1.9　主要環境条件に反応する植物生理生態的応答…4
　1.1.10　生理生態学…5
　1.1.11　完全制御型植物工場…5
　1.1.12　太陽光利用型植物工場…5
　1.1.13　SPA―栽培プロセスの知能的システム制御…6
　1.1.14　人工知能の活用，ITの導入…6
　1.1.15　工業原料を生産する新たな植物工場…7
　1.1.16　農作業の自動化，農業機械学…7
　1.1.17　農産機械学…7
1.2　計 測 の 動 向…7
1.3　システムとは，システム制御とは…9
　1.3.1　バイオに関与するシステムの特徴…9
　1.3.2　システムの一般的記述と数学的な準備…10
　1.3.3　システム固定…17
　1.3.4　システムのフィードバック制御…20
　1.3.5　プロセスのPID制御…21
　1.3.6　プロセスの最適制御…22
　1.3.7　栽培プロセスの知能的制御…23
　1.3.8　システム制御の21世紀的戦略とバイオ…24
参考文献…25

2.　栽培プロセスにおけるシステム制御
2.1　バイオにおける栽培プロセス…27
　2.1.1　完全制御型植物工場における栽培プロセスの制御…27
　2.1.2　グリーンハウスタイプ植物工場における栽培プロセスの制御…29
　2.1.3　知能的制御による最適制御へのアプローチ…32
2.2　栽培システムの計測制御…38
　2.2.1　生体情報…38
　2.2.2　生体情報計測…39
　2.2.3　植物画像計測…40
　2.2.4　苗群落の生育計測…44
　2.2.5　栽培システムの制御…56
参考文献…61

3.　農産物の品質制御
3.1　環境要因と生理的応答…66
　3.1.1　青果物の分類と呼吸速度…66
　3.1.2　品質の劣化要因…67
　3.1.3　呼吸…68
　3.1.4　呼吸に影響を与える要因…72
　3.1.5　蒸散…74
　3.1.6　微生物汚染…74
3.2　水の制御による代謝抑制…74
　3.2.1　温度と生化学反応…74
　3.2.2　水の粘度と水素結合…76
　3.2.3　代謝抑制の方法と例…76
3.3　品質評価法…79
　3.3.1　電磁波を利用する方法…80
　3.3.2　音響や電気などを利用する方法…87
3.4　鮮度保持技術…87
　3.4.1　予冷…88
　3.4.2　CA貯蔵…88
　3.4.3　MA貯蔵…89
　3.4.4　氷温貯蔵…89
　3.4.5　その他の貯蔵法…90
参考文献…90

4.　貯蔵プロセスにおけるシステム制御
4.1　はじめに…94
4.2　低温貯蔵技術…97
　4.2.1　冷凍機のしくみ…99
　4.2.2　蓄熱（蓄冷）システム…101
　4.2.3　減圧貯蔵…102
　4.2.4　CA貯蔵…104
　4.2.5　フィルム包装貯蔵とMA貯蔵…107
　4.2.6　氷温貯蔵…108
4.3　貯蔵プロセスの最適化…109
　4.3.1　スピーキングフルーツアプローチ…109
　4.3.2　SFAに基づく最適化制御システム…110
　4.3.3　最適化制御問題…111
　4.3.4　知能的方法論による同定法と最適化法…113
　4.3.5　温度変化に対する果実応答…116
　4.3.6　果実応答のシステム同定…119
　4.3.7　最適化制御結果…121
参考文献…124

5.　農業用ロボットにおけるシステム制御
5.1　はじめに…128
5.2　自律走行技術…130
　5.2.1　画像による誘導制御…132
　5.2.2　GPSによる誘導…146
5.3　収穫用ロボット…149
　5.3.1　リンゴ収穫ロボット…150
　5.3.2　オレンジ収穫ロボット…150
　5.3.3　ブドウ収穫ロボット…151
　5.3.4　トマト収穫ロボット…152
　5.3.5　キュウリ収穫ロボット…153
　5.3.6　マッシュルーム収穫ロボット…155
5.4　苗生産ロボット…155
5.5　搾乳ロボット…159
参考文献…161

6.　農業システムの最適化と制御
6.1　精密農業による農業システムの最適化…164
　6.1.1　精密農業…164
　6.1.2　アメリカ合衆国の精密農業…164
　6.1.3　アメリカ中西部の農業形態と規模…165
　6.1.4　精密農業の技術的現状…166
　6.1.5　精密農業技術の研究・開発動向…170
6.2　生産システムの最適化と制御…171
　6.2.1　精密農業と計測制御…171
　6.2.2　細密農業…175
　6.2.3　情報利用とインテリジェント化…176
　6.2.4　センシング技術…177
　6.2.5　細密農業における生産システムの制御…178
　6.2.6　完全制御型苗工場における自動かん水システム…179
参考文献…181
　
索引…184