放牧牛を担保とする動産担保融資における AIモニタリングシステム「PETER」の有効性検証を開始 ～エッジAIとLPWA技術の活用により、畜産農家の放牧牛管理と金融機関のABL管理を省力化～

国立大学法人東京工業大学
国立大学法人信州大学
株式会社電通国際情報サービス
株式会社ファームノート
株式会社テクノプロ テクノプロ・デザイン社
株式会社鹿児島銀行
農業生産法人株式会社さくら牧場
ソニーグループ株式会社

東京工業大学、信州大学、電通国際情報サービス（以下ISID）、ファームノート、テクノプロ・デザイン社（以下テクノプロ）、ソニーグループ株式会社の共同プロジェクトチームは、東京工業大学COI（センター・オブ・イノベーション）『サイレントボイス^※1との共感』地球インクルーシブセンシング研究拠点のもと、鹿児島銀行の協力を得て、牛の島として知られる沖縄県竹富町黒島のさくら牧場にて、共同プロジェクトチームで開発したエッジAI技術^※2とLPWA技術^※3による放牧牛AIモニタリングシステム「PETER（ピーター）」の動産・債権担保融資（ABL：Asset Based Lending）^※4への適用に関する実証実験を開始しました。
個体を遠隔からモニタリングするPETERの活用により、適切・効率的なABLの実行に繋がり、持続可能な畜産経営への貢献が期待されます。なお本実証実験は2022年3月末まで実施する予定です。

写真：PETERの首輪デバイスを装着したさくら牧場の放牧牛

畜産物を担保とするABLは、畜産経営への貢献に資するものとして注目されていますが、放牧を取り入れた畜産を対象とする場合、融資に必要となる個体数の確認や個体ごとの状況把握に時間やコストがかかるという課題がありました。
共同プロジェクトチームは、2019年4月より信州大学農学部において、肉用牛の放牧飼育管理に焦点を当て、アニマルウェルフェア^※5に配慮しつつ、その管理作業を低コストで実現する仕組みの実証実験を行ってきました。放牧牛に首輪型センサを取り付け、放牧牛の飲水・摂食、伏臥位、立位、歩行などの複雑な行動や姿勢の情報をAI処理により推定する技術検証をこれまでに実施し、放牧牛の遠隔モニタリングを行う首輪デバイスとクラウドアプリケーションなどで構成するシステム「PETER」を開発しました。
今回の実証実験は、この取り組みを、放牧牛を担保とするABLに応用する試みです。従来から畜産ABLに積極的に取り組む鹿児島銀行と、放牧を中心に飼養を行っているさくら牧場が本実証実験に協力することで、銀行のABL業務と畜産経営の両面からPETERの放牧牛ABLへの有効性を検証し、追加すべき機能の洗い出しや課題の抽出などを行います。

本実証実験では、さくら牧場の放牧牛10頭にPETERの首輪デバイス（PETERエッジ）を装着し、アプリケーションで放牧牛の遠隔モニタリングを行います。PETERエッジで計測した放牧牛の位置データと活動データに加え、牧場内の環境データをクラウドに集約し（PETERクラウド）、銀行がABL業務を行う上で有効なデータ項目の抽出とPETERクラウドを介した銀行へのデータ提供のあり方を検証します。PETERを活用したABLの実現性検証の取り組みを通じ、畜産農家と銀行の情報連携の効率化と畜産ABLの更なる利用促進を目指します。

共同プロジェクトチームが開発した放牧牛群管理システムPETERは、PETERエッジのAI分析アルゴリズムで、放牧牛の位置情報、歩行や摂食、反芻、休息といった牛の行動や状態を推定し、データ量を圧縮してソニー独自のLPWA 技術である「ELTRES™」^※6でクラウドに送信します。PETERのアプリケーションは、畜産農家のヒアリングに基づいて優れたユーザビリティを確保しています。
PETERエッジの開発は、アートアンドプログラム株式会社と有限会社サカイデザインアソシエイツの協力を得ています。また、ELTRES通信のアンテナは、日本アンテナ株式会社と検証・測定し「DP-920-INF1-100（日本アンテナ株式会社製）」を利用しています。

図1：共同プロジェクトチームが目指す将来の畜産イメージ

図2：実証実験で用いる放牧牛群管理システムPETERのユーザーインターフェース（提供：東京工業大学 大橋匠助教）

東京工業大学は、共同プロジェクトチームのチームリーダーを務めるとともにPETERエッジの開発、PETERクラウドやインターフェースの開発、畜産農家への新システム普及の検討、アニマルウェルフェアの社会的受容性の研究を担当しています。

信州大学は、共同プロジェクトチームのサブリーダーを務めるとともに、農学部附属アルプス圏フィールド科学教育研究センター農場における放牧牛の行動データをもとに、エッジAI学習のための教師データの作成、エッジAI処理による行動分類の検証、アニマルウェルフェアに適したエッジデバイスの装着方法や装着放牧牛のアニマルウェルフェア評価を行う他、放牧を取り入れた家畜生産が持続可能な社会実現に及ぼす影響についての研究を担当しています。

ISIDは、本実証実験において共同プロジェクトチームのメンバーとして、クラウドサービスFACERE^®を活用したPETERクラウドの運営やデータ解析などを担当しています。また共同プロジェクトチームと鹿児島銀行、さくら牧場間のマネジメント業務を行うとともに、畜産ABLの観点で、PETERから得られる放牧牛の行動データの有効性を検証します。

ファームノートは、牛群管理システムFarmnote Cloud、及び、牛向け生体モニタリングデバイスFarmnote Colorの販売を行っています。またFarmnote Cloudに格納された生産データを元に解析を行い、生産現場の課題を明確にするレポーティングサービスFarmnote Compassを提供しています。本実証実験において東京工業大学・信州大学・ISIDと協力し、PETERの社会実装に向けた共同プロジェクトチームにて牛向け生体モニタリング技術のノウハウ提供を行います。ファームノートは令和2年度農林水産省 スマート農業実証プロジェクト^※7「肥育牛の動産担保（ABL）等の導入促進に資する生体センシング等のIoTを活用した低コスト個体モニタリングの実証」を実施する「IoTを活用した個体モニタリング実証コンソーシアム」に参画しており、畜産ABLの推進における課題の抽出及び社会実装を担当しています。

テクノプロは、産学連携の取り組みとして東京工業大学との共同研究を行っています。産業界で数多くの研究開発プロジェクトを通じて培った技術と経験を活用し、共同プロジェクトチームのメンバーとして、PETERのコア技術である「エッジAI」、「クラウド」、「LPWAを用いたアプリケーション」の開発を担当。農家からのヒアリングを含めた企画/要件定義/実装までの実業務を担当しています。

鹿児島銀行は、「アグリクラスター構想」に基づき、肥育・繁殖牛を対象としたABLによる融資を行っています。これまでの畜産ABLの実績をベースに、放牧牛を対象とする本実証実験を金融機関の視点でサポートし、畜産農家における資金調達手法の更なる多様化を図ります。

黒島は、人口約220人に対して、牛の数は3000頭を超える牛の島です。さくら牧場は、黒島港からほど近い繁殖農家で、広い放牧場で健康な牛をのびのびと育てています。本実証実験を通じて共同プロジェクトチームと連携し、PETERを活用するとともに、放牧利用の畜産農家にとってPETERがより良いものになるようアドバイスを行います。

ソニーグループ株式会社は東京工業大学COI『サイレントボイスとの共感』地球インクルーシブセンシング研究拠点の中心企業として活動しています。東工大COIにおける本実証実験では、ソニーグループ株式会社R&Dセンターが低消費電力プロセッサボードや省電力広域通信網の提供を通じ、技術開発に協力しています。

東京工業大学では、文部科学省・国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）の「革新的イノベーション創出プログラム」の東工大COI拠点として研究開発を進めており、2018年4月1日からは『サイレントボイスとの共感』地球インクルーシブセンシング研究拠点（プロジェクトリーダー：廣井聡幸 ソニーグループ株式会社 R&Dセンター技監、研究リーダー：若林整 東京工業大学 工学院 教授）として研究開発を推進しています。 限られた地球環境の中で経済発展によるQoL向上を目指す人類にとって、地球上における人間以外との共存共栄は今後ますます必須となります。同拠点では、地球上の人類の枠を超えた様々な声なき声（サイレントボイス）に耳を傾け、共感する（インクルーシブセンシング）ことにより、人・社会・環境の問題に対して、人を通じて低環境負荷／地球に優しい方法で人々が自ら解決するサイクルの実現を目指しています。
本実証実験は、東工大COI拠点の『動物のサイレントボイスとの共感』共同プロジェクトチーム（リーダー：伊藤浩之 東京工業大学 科学技術創成研究院 准教授、サブリーダー：竹田謙一 信州大学 学術研究院農学系 准教授）を主体として実施します。共同プロジェクトチームは、牛のサイレントボイスを聴くことをテーマとしたハードウェア、ソフトウェアの共通プラットホームの整備を進めており、酪農・畜産業におけるアニマルウェルフェアの普及を研究テーマの一つに掲げています。

図3：「サイレントボイスとの共感」地球インクルーシブセンシングのコンセプト略図

2019年03月20日

最先端エッジAI技術を活用した牛の行動観察システムを共同開発 ～酪農・畜産業におけるアニマルウェルフェア向上を目指して実証実験を開始～

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