「獣害対策のためのAIを用いたサル認識システムの開発」

国際高等専門学校2年生3名が、2021年3月13日（土）にオンラインで開催された一般社団法人電気学会 「U-21学生研究発表会」で最優秀賞を受賞しました。

同賞を受賞したのは、国際高等専門学校2年の畠中義基さん、杉晃太朗さん、佐藤俊太朗さんの3名です。2年後学期の問題発見解決型の授業「エンジニアリングデザインⅡB」で取り組んだ「獣害対策のためのAIを用いたサル認識システムの開発」について活動成果を発表したものです。

一般社団法人電気学会「U-21学生研究発表会」は、21歳以下の大学生、高専生、高校生、中学生を対象に、日頃の研究や勉強の成果を発表する場として電気学会の電力・エネルギー部門が開催しています。今回は「SDGs（持続可能な開発目標）」「エネルギー問題」、「 電気」、「IoT」、「Society 5.0」、「AIやビッグデータ」、「VRやドローン」、「コロナ禍」という７つのテーマから１テーマを選んで発表するもので、大学6チーム、高等専門学校5チーム、高等学校35チーム、中等教育学校3チーム、中学校3チームの計52チームが参加しました。

畠中さん達3名は、「SDGs（持続可能な開発目標）」をテーマに、全国でサルによる農作物被害が深刻化する中、持続可能な農業に向けてAIを用いた獣害対策システムを開発したこと、自分たちでサル画像を収集し、機械学習させた結果、畑で撮影された動画による信頼度評価では信頼度90％を達成したことなどを説明。デモンストレーションも行い、見事、最優秀賞を受賞しました。

国際高等専門学校では「エンジニアリングデザイン」という授業がカリキュラムの中核にあり、キャンパスがある白山麓の地元住民にインタビューを行い、問題を発見し、プロトタイプを作りながら、よりよい解説策を考えていきます。また「エンジニアリングコンテキスト」という授業では、SDGs、技術者倫理、エネルギー政策などをテーマに、論理的思考法などを実践的に学ぶとともに、発案したプロジェクトに関する企業の模擬経営なども体験します。

最優秀賞を受賞した「獣害対策のためのAIを用いたサル認識システムの開発」の概要

【研究背景】

日本全国にて農業の後継者不足と高齢化に伴いサルによる農作物被害が深刻化しています。被害総額は全国で約10億円と言われ、国際高専白山麓キャンパスがある白山市だけでも250万円の被害が出ています。電気柵などの獣害防御策は、高齢の生産者にとって費用や設置の負担が大きく、耕作地放棄地が増加。更なる獣害を招く悪循環となっています。白山麓キャンパス周辺地域では威嚇策としてのロケット花火やエアガンが使用されていますが、効果は一時的で、常時監視が必要となっています。持続可能な農業のためには害獣対策の革新が求められています。

【研究の目標】

畠中義基さん、杉晃太朗さん、佐藤俊太朗さんの3名（以下、プロジェクトチーム）は最終目標を24時間、無人でサルを監視して被害を未然に防ぐ威嚇システムの実現を目標とし、今年度は監視のための正確なサル認識技術の確立を目標としました。これにより、持続可能な農業の推進と休耕田の再利用、就農人口の復活が可能となり、SDGs達成への貢献にもつながります。

【研究の概要】

プロジェクトチームは監視のための正確なサル認識技術の実現のため、機械学習を用いた画像認識を使用しました。ミニ AI コンピューターである「Jetson nano」を用いてサル画像認識システムを構築。ネット上のサル画像を集めて機械学習させ、津幡町の森林動物園で予備評価を実施。また森林動物園で撮影したサル画像3000枚を機械学習させ精度の向上を目指しました。さらに白山麓キャンパス周辺の実際の畑で撮影したサル画像2000枚を機械学習させ、効果検証を実施。最終的には信頼度を最大90％まで向上させました。

【成果報告会】

プロジェクトチームは2020年12月に、白山麓キャンパスで地域住民に成果報告会を実施。住民からは、早期の実用化に期待する声や地元の方が畑で撮影した学習素材を提供してもいいのではないか、といった提案などが出されました。

【今後の展開】

プロジェクトでは、次年度より後輩たちが引き継ぎ、実際の畑に常時サル監視システムを構築するとともに、アラーム通知機能や威嚇機能の開発も進め、白山麓地域一帯の農地に展開していきたい考えです。

【電気学会 U-21 学生研究発表会について】
電気学会 U-21 学生研究発表会の詳細は以下をご覧ください。
参加52チームの発表タイトル、著者名・学校名等は「プログラム」に掲載されています。

B部門　U-21 学生研究発表会

B部門　U-21 学生研究発表会　審査結果