農業機械
左から右へ：ジョン・ディア7800トラクター（ホウル・スラリートレーラー付き）、ケースIHコンバインハーベスター、ニューホランドFX25フォレージハーベスター（コーンヘッド付き）

農業機械とは、農作業やその他の農業において使用される機械構造や装置を指します。手工具や電動工具から、トラクターやそれらが牽引または操作する農具まで、様々な種類の機械があります。機械は有機農業と非有機農業の両方で使用されています。特に機械化農業の出現以来、農業機械は世界の食糧供給に不可欠な存在となっています。

農業機械は、より高度なデジタル機器や農業ロボットを含む、より広範な農業自動化技術の一部とみなすことができます。[ 1 ]ロボットは、あらゆる農業作業に含まれる3つの主要なステップ（診断、意思決定、実行）を自動化する可能性がありますが、従来の電動機械は、主に、観察と経験に基づいて人間が診断と意思決定を行う実行ステップのみを自動化するために使用されます。[ 1 ]

歴史

産業革命

産業革命の到来とより複雑な機械の開発により、農法は飛躍的に進歩しました。[ 2 ]鋭い刃で手で穀物を収穫する 代わりに、車輪付きの機械が連続した帯状の穀物を刈り取りました。棒で叩いて脱穀する代わりに、脱穀機が種子を穂と茎から分離しました。最初のトラクターは19世紀後半に登場しました。[ 3 ]

蒸気動力

クラース社製のドイツ製コンバイン

農業機械の動力は、もともと牛などの家畜によって供給されていました。蒸気動力の発明とともにポータブル エンジンが登場し、後にトラクション エンジンが登場しました。トラクション エンジンは、蒸気機関車の地上を這ういとこのような、多目的の移動可能なエネルギー源です。農業用蒸気エンジンは牛の重労働を引き継ぎ、長いベルトを使って固定式の機械に動力を与える滑車も備えていました。蒸気動力の機械は、今日の基準からすると低出力でしたが、そのサイズと低いギア比のおかげで、大きな牽引力を提供できました。蒸気動力の機械は速度が遅いため、農家の人々はトラクターの速度が「遅い、そしてとても遅い」の 2 種類しかないと言っていました。

内燃機関

内燃機関（最初はガソリンエンジン、後にディーゼルエンジン）は、次世代トラクターの主な動力源となりました。これらのエンジンは、自走式コンバイン・ハーベスターと脱穀機、またはコンバイン（略して「コンバイン」とも呼ばれる）の開発にも貢献しました。穀物の茎を切断して固定式の脱穀機に運ぶ代わりに、これらのコンバインは圃場内を連続的に移動しながら穀物を切断、脱穀、選別しました。

農業機械の種類

トラクター

現代の農場では、トラクターが作業の大部分を担っています。トラクターは、土地を耕したり、種を蒔いたり、その他の作業を行う機械である耕起機を押したり引いたりするために使われます。耕起機は、土壌をほぐし、雑草や競合する植物を駆除することで、植え付けに適した土壌を整えます。最もよく知られているのは、1838年にジョン・ディアによって改良された古代の耕起機であるプラウです。現在、米国ではプラウの使用頻度は以前ほど高くなく、代わりにオフセットディスクで土壌をひっくり返し、チゼルで水分を保持するために必要な深さを稼ぐのが主流となっています。

コンバイン

綿花畑で作業中のジョン・ディアの綿花収穫機

コンバインは、様々な穀物作物を効率的に収穫するために設計された機械です。その名称は、刈り取り、脱穀、集穀、選別という4つの別々の収穫作業を1つの工程に統合していることに由来しています。コンバインで収穫される作物には、小麦、米、オート麦、ライ麦、大麦、トウモロコシ、モロコシ、大豆、亜麻（アマニ）、ヒマワリ、菜種などがあります。[ 4 ]

プランター

最も一般的な播種機はプランターと呼ばれ、種を長い列に均等に播種します。列の間隔は通常2～3フィートです。一部の作物は播種機で播種されます。播種機は、1フィート未満の列に大量の種を播き、圃場を作物で覆い尽くします。移植機は、苗を圃場に移植する作業を自動化します。プラスチックマルチの普及に伴い、プラスチックマルチ敷設機、移植機、播種機は、プラスチックマルチを長い列に敷き詰め、その上に自動的に種を植えます。

ライトトラック社製の英国製農薬散布機

噴霧器

植え付け後は、自走式噴霧器などの他の農業機械を用いて肥料や農薬を散布することができます。農業用噴霧器による散布は、除草剤、殺菌剤、殺虫剤を用いて作物を雑草から守る方法です。散布や被覆作物の植え付けは、雑草の生育を阻害する方法です。[ 5 ]

ベーラーやその他の農業機械

スイスの干し草収穫機に乗る農夫

植え付け作物用の干し草ベーラーは、牧草やアルファルファを冬季貯蔵に適した形にしっかりと梱包するのに使用できます。現代の灌漑は機械に依存しています。エンジン、ポンプ、その他の特殊な装置が、広大な土地に迅速かつ大量の水を供給します。農業用噴霧器などの同様の機器は、肥料や農薬の散布にも使用できます。

トラクター以外にも、トラック、飛行機、ヘリコプターなど、農作物の輸送や機材の移動、空中散布、家畜群の管理などさまざまな用途に利用できる車両が農業に利用されてきました。

新しい技術と未来

ニューホランドTR85コンバイン

農業機械の基本技術は、過去1世紀にわたってほとんど変わっていません。現代の収穫機や播種機は、以前の機種よりも性能が向上したり、若干の改良が加えられたりしているかもしれませんが、今日のコンバインは、穀物を刈り取り、脱穀し、選別するという作業は、今も昔も変わりません。しかし、技術の進歩は、人間による機械の操作方法にも変化をもたらしています。コンピューター監視システム、GPSロケーター、自動操縦プログラムなどにより、最先端のトラクターや農機具は、燃料、種子、肥料の使用において、より正確な作業を可能にし、無駄を削減しています。近い将来、GPSマップと電子センサーを 搭載した無人トラクターが大量生産されるかもしれません。

農業自動化

国連食糧農業機関（FAO）は、農業自動化を「農業における機械や設備の使用によって、診断、意思決定、またはパフォーマンスを向上させ、農作業の重労働を軽減し、農業作業の適時性、さらには精度を向上させること」と定義しています。[ 1 ] [ 6 ]

農業における技術進化は、手作業から動物牽引、そして電動機械化、そしてデジタル機器へと発展してきました。この進歩は、人工知能（AI）を搭載したロボットの活用に結実しました。例えば、電動機械化は、耕起、播種、施肥、搾乳、給餌、灌漑などの作業を自動化し、手作業を大幅に削減します。[ 7 ]デジタル自動化技術の登場により、診断と意思決定の自動化が可能になりました。例えば、自律型農作物ロボットは作物の収穫と播種を行い、ドローンは情報を収集して投入作業を自動化することができます。[ 1 ] [ 6 ]一方、トラクターは自動運転車両に変身し、畑で自律的に播種を行うことができます。[ 1 ]

米国農務省（USDA）の2023年の報告書によると、米国におけるトウモロコシ、綿花、米、ソルガム、大豆、冬小麦の50%以上が自動誘導システムを用いて栽培されていることが明らかになりました。これらのシステムは、農機具を自律的に操縦する技術を活用しており、農家の監視のみを必要とします。これは、農業の自動化が現実の農業現場でどのように導入されているかを示す明確な例です。[ 8 ]

オープンソースの農業機器

Equipment Technologies社製の自走式アパッチ散布機

多くの農家は、新しいタイプのハイテク農機具を修理できないことに不満を抱いています。[ 9 ]これは主に、企業が知的財産法を利用して、農家が農機具を修理する法的権利（または修理に必要な情報へのアクセス）を持つことを妨げているためです。[ 10 ] 2015年10月、 DMCAに例外が追加され、自動車や農業機械を含むその他の車両のソフトウェアの検査と変更が許可されました。[ 11 ]

オープンソース農業運動には、ヨーロッパのネットワークであるFarm Labs [ 12 ] 、フランスの農家に農具の組み立てと修理方法を教える協同組合であるl'Atelier Paysan [ 13 ] [ 14 ]、フランスの農家に農作業管理用のオープンソースソフトウェア（SaaS）を提供するオープンソース企業であるEkylibre [ 14 ] など、さまざまなイニシアチブや組織が含まれます。 [ 15 ] 米国では、MITメディアラボのオープン農業イニシアチブが、「透明性、ネットワーク化された実験、教育、超地域的生産を可能にし、促進するオープンソース技術のエコシステムの構築」を促進しようとしています。 [ 16 ] 同イニシアチブは、パーソナルフードコンピュータを開発しています。これは、「ロボットシステムを使用して、専用の栽培室内の気候、エネルギー、植物の成長を制御および監視する制御環境農業技術プラットフォーム」を作成するための教育プロジェクトです。これにはOpen Phenomの開発が含まれます。[ 17 ]これは、植物の表現型反応（味、栄養）と、栽培に必要な生物学的、遺伝的、資源関連の環境変数（入力）を結び付ける気候レシピのオープンデータセットを備えたオープンソースライブラリです。[ 18 ]同じ遺伝子を持つ植物でも、生産される環境条件に応じて、色、大きさ、質感、成長速度、収量、風味、栄養密度が自然に変化します。

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参照

出典

 この記事にはフリーコンテンツ作品からのテキストが含まれています。CC BY-SA 3.0（ライセンスステートメント/許可）に基づいてライセンスされています。テキストは、 FAOの「2022年食料農業の現状に関する概要 – 農業における自動化を活用した農業食品システムの変革」から引用されています。

参考文献

  1. ^ a b c d e 2022年食料農業の現状 − 農業自動化を活用した農業食品システムの変革. ローマ：国連食糧農業機関（FAO）. 2022. doi : 10.4060/cb9479en . ISBN 978-92-5-136043-9。
  2. ^農業工学ブリタニカオンライン。 2012年12月25日閲覧。。
  3. ^トラクター（車両）ブリタニカ・オンライン。 2012年12月25日閲覧。。
  4. ^ Miu, Petre I. (2016).コンバインハーベスター：理論、モデリング、設計. ボカラトン、ロンドン、ニューヨーク: CRC Press. ISBN 9781482282375。
  5. ^ 「植物の雑草を防ぐ管理方法」 . Successful Farming . 2019年12月6日. 2020年8月13日閲覧。
  6. ^ a b 『2022年食料農業の現状 − 農業における自動化を活用した農業食品システムの変革』概要。ローマ：国連食糧農業機関（FAO）。2022年。doi ：10.4060/ cc2459en。ISBN 978-92-5-137005-6。
  7. ^ Santos Valle, S.; Kienzle, J. (2020). 「農業4.0 – 持続可能な作物生産のための農業ロボットと自動化機器」 . 「統合作物管理」第24号. ローマ：国連食糧農業機関（FAO）.
  8. ^ Koebler, Jason (2024年5月12日). 「太陽嵐により、植え付けピーク期に農家のトラクターGPSシステムが機能停止」 . 404 Media . 2024年5月13日閲覧。
  9. ^ 「新しいハイテク農機具は農家にとって悪夢」 Wired 、 2015年2月5日。
  10. ^ 「ジョンディア社が所有権という概念そのものを破壊することを許してはならない」 Wired 、 2015年4月21日。
  11. ^アクセス制御技術における著作権保護システムの回避禁止の免除http://copyright.gov/1201/2015/fedreg-publicinspectionFR.pdf
  12. ^ farmlabs.org. 「これは農業研究と実験のためのオープンラボネットワークの始まりです」 farmlabs.org . 2019年7月20日閲覧。
  13. ^ゲイラード、クリス。「ラトリエ・ペイサン」。ラトリエ ペイザン(フランス語) 。2019年7月20日に取得。
  14. ^ a bチャンス、クエンティン;マイヤー、モーガン (2017-06-06)。「自由な農業。オープンソースの農業の実践」。技術と文化。 Revue semestrielle d'anthropologie des Technique (フランス語) (67): 236–239 . doi : 10.4000/tc.8534。ISSN 0248-6016。 
  15. ^ "Ekylibre" . ekylibre.com . 2019年7月20日閲覧。
  16. ^ 「グループ概要 ‹ オープン農業 (OpenAg)」 MITメディアラボ. 2019年7月20日閲覧。
  17. ^ 「プロジェクト概要 ‹ Open Phenome Project」 . MITメディアラボ. 2019年7月20日閲覧。
  18. ^ "recipe:start [OpenAg]" . wiki.openag.media.mit.edu . 2019年7月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年7月20日閲覧。
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