Spray Logics、子ジカ検知の赤外線技術を果樹園の精密散布に展開

Spray Logicsは、草刈り中の子ジカを検知するために開発した赤外線センサー技術を、果樹園やブドウ園の農薬散布に展開しています。樹木や葉、花、果実を検知し、ノズルを個別に制御することで、樹木のない場所への散布を止める仕組みです。同社は、利用条件によって農薬使用量を70〜80％削減できるとしています。

樹木の位置に合わせてノズルを個別制御

イタリアとオーストリアを拠点とするSpray Logicsは、農業技術の展示会「FIRA USA 2026」で、Blueline Accutechの散布機に搭載したシステムを披露しました。展示した構成では、散布機の前方左右にセンサーモジュールを3基ずつ配置し、樹木の大きさや種類、対象の果実に合わせて取り付け位置を変えられます。

各モジュールは高さ50センチで、3つの波長を使う8個の近赤外線送受信器と32個の受信素子を備えます。近赤外線は人の目には見えない光で、このシステムはクロロフィルなどに由来する自然な違いを利用して対象を検知します。カメラではなく、複数の波長を扱う光学センサーを使う方式です。

センサーは幹、葉が茂る部分である樹冠、花、果実に加え、支柱などの構造物も検知します。散布量と散布位置は植生の特徴に応じて自動制御され、支柱などの構造物には散布しない仕組みです。展示された左右各3基のモジュールとノズル個別制御用の弁を含む後付けシステムの価格は、1万8000〜2万ユーロ（約320万〜350万円）です。

出発点は草に隠れた子ジカの保護

技術開発の起点は、農機メーカーPÖTTINGERと共同開発した「SENSOSAFE」です。草刈り機の前方に取り付けた光学式赤外線センサーが、草に隠れた子ジカを検知すると、油圧機構へ信号を送り、刈り取り部を自動で持ち上げます。

幼い子ジカは危険を感じても逃げず、草の中に身を伏せる習性があるため、運転者からは見つけにくくなります。SENSOSAFEは、このような動物を刈り取り前に見つけるための仕組みで、2017年の農業機械展示会「AGRITECHNICA」で銀賞を受賞しました。PÖTTINGERは、ノロジカの草刈り機への巻き込みを避ける世界初の自動動物認識システムとしています。

この検知原理はその後、畑の雑草を見つけ、必要な場所だけに薬剤を散布する後付け装置へ発展しました。オーストラリアの散布機メーカーGoldacresは、土壌上の雑草を検知する「Weedetect-NIR」にSpray Logicsのシステムを組み込んでいます。雑草検知用の光学センサーは、水平方向に広がる畑作物と垂直方向に伸びる果樹・ブドウの双方を対象にできる構成です。

超音波やLiDARは樹冠の形や密度を捉える

Spray Logicsの近赤外線方式が植生を検知してノズル制御につなげる一方、果樹園の精密散布では、超音波やLiDARも樹冠の特徴を測るために使われています。超音波センサーを複数の高さに配置する方式では、樹木までの距離から樹冠の体積を推定し、薬液の流量調整に利用できます。

超音波の反射信号を使って葉の密度を推定する研究もあります。既知の密度で葉を重ねた人工樹冠を用い、反射波のエネルギーと樹冠密度の関係をモデル化する実験が行われました。対象の有無に加え、葉の密度を数値化して散布制御に使うための研究です。

LiDARは、レーザー光で距離を測り、多数の測定点から樹冠の立体形状を捉える技術です。果樹園のドローン散布を対象にした研究では、樹木ごとの3次元データから樹冠体積を計算し、場所ごとの散布量を指定する地図を作成しました。植生をその場で検知してノズルを切り替えるSpray Logicsの構成に対し、この研究では事前の計測結果から散布量を決めています。

精密散布の削減効果は樹冠や制御方法で変わる

赤外線センサーで樹木の間の空間を検知し、対象がないときにノズルを閉じる方法は、既存の果樹園研究でも検証されています。Wageningen University & Researchの研究者らが2000年と2001年に実施した試験では、薬剤の飛散であるドリフトの削減率は、ほぼ葉のない樹木で20％、樹冠が十分に発達した樹木で50％でした。農薬使用量は25％超削減され、1年間の防除試験では従来の散布と同程度の効果が得られました。

薬液に加え、液滴を樹冠へ運ぶ送風も調整する方式があります。レーザーセンサーと油圧駆動ファンを組み合わせた研究では、異なる樹冠形状や葉の密度に合わせて機械を調整し、従来方式に対して農薬使用量を69.90％、地面への損失を86.95％、空中へのドリフトを89.98％削減しました。

樹冠体積に応じてドローンの散布量を変えた別の試験では、連続散布に比べた地面への付着量の削減率は、ライチ園で90.4％、かんきつ園で約64.1％でした。

飛散対策は周辺の作物や水域も対象

Spray Logicsが削減対象とするドリフトは、薬剤の液滴が風で運ばれ、散布対象の外へ移動する現象です。影響を受けやすい場所には、住宅や学校、周辺の作物、動物の生息地、河川や池などが含まれます。

果樹園の散布機では、樹高や樹形にノズルの位置を合わせ、樹冠がない方向のノズルを閉じることが、過剰な散布や飛散を抑える方法として使われます。風速・風向、気温、湿度も散布中に変化し、周辺への飛散に関わります。水域や住宅などと散布場所の間に設ける緩衝帯は、薬剤の飛散から対象を守るための空間です。