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農学部 植物生産環境科学科 |
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准教授 |
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論文 【 表示 ／ 非表示 】
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Kirimura M., Takeshita S., Matsuo M., Zushi K., Gejima Y., Honsho C., Nagaoka A., Nishioka K.
Environmental Control in Biology 60 ( 2 ) 117 - 127 2022年4月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Environmental Control in Biology
In a sustainable society, it is necessary to develop systems that produce enough food and energy while also preserving the environment. Both agricultural production for food generation and photovoltaics for renewable energy production require large, open fields. In this research study, we investigate the feasibility of combining food and energy production into a single field by examining the effects of installing photovoltaic equipment above land used for farming. We grew komatsuna, kabu, mizuna, and spinach underneath photovoltaic equipment, and investigated the influence of shading from the photovoltaic equipment on plant growth and yields during winter cultivation. As expected, both the amount of solar radiation and the air and soil temperature were lower under the photovoltaics than those under the open field. The growth rate of komatsuna, kabu, and mizuna were slower. However, yields and qualities sufficient to meet market demands remained possible with extension of the cultivation periods. Therefore, although temperature and solar radiation are reduced under the photovoltaic equipment in winter, it is nevertheless possible to produce vegetables in the farmland, providing a novel opportunity to realize an integrated agricultural system with parallel production of food and energy.
DOI： 10.2525/ecb.60.117
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Design and simulation of an integrated end-effector for picking kiwifruit by robot 査読あり
Mu L., Cui G., Liu Y., Cui Y., Fu L., Gejima Y.
Information Processing in Agriculture 7 ( 1 ) 58 - 71 2020年3月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Information Processing in Agriculture
© 2019 China Agricultural University The harvesting of fresh kiwifruit is a labor-intensive operation that accounts for more than 25% of annual production costs. Mechanized harvesting technologies are thus being developed to reduce labor requirements for harvesting kiwifruit. To improve the efficiency of a harvesting robot for picking kiwifruit, we designed an end-effector, which we report herein along with the results of tests to verify its operation. By using the established method of automated picking discussed in the literature and which is based on the characteristics of kiwifruit, we propose an automated method to pick kiwifruit that consists of separating the fruit from its stem on the tree. This method is experimentally verified by using it to pick clustered kiwifruit in a scaffolding canopy cultivation. In the experiment, the end-effector approaches a fruit from below and then envelops and grabs it with two bionic fingers. The fingers are then bent to separate the fruit from its stem. The grabbing, picking, and unloading processes are integrated, with automated picking and unloading performed using a connecting rod linkage following a trajectory model. The trajectory was analyzed and validated by using a simulation implemented in the software Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems (ADAMS). In addition, a prototype of an end-effector was constructed, and its bionic fingers were equipped with fiber sensors to detect the best position for grabbing the kiwifruit and pressure sensors to ensure that the damage threshold was respected while picking. Tolerances for size and shape were incorporated by following a trajectory groove from grabbing and picking to unloading. The end-effector separates clustered kiwifruit and automatically grabs individual fruits. It takes on average 4–5 s to pick a single fruit, with a successful picking rate of 94.2% in an orchard test featuring 240 samples. This study shows the grabbing–picking–unloading robotic end-effector has significant potential to facilitate the harvesting of kiwifruit.
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甘藷用スレッディング式ひげ根処理機構の開発 査読あり
日吉健二，前田実沙紀，小林太一，槐島芳徳
農業食料工学会誌 81 ( 3 ) 177 - 182 2019年5月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Mechanized technologies for scaffolding cultivation in the kiwifruit industry: A review 査読あり
Mu L., Liu H., Cui Y., Fu L., Gejima Y.
Information Processing in Agriculture 5 ( 4 ) 401 - 410 2018年12月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Information Processing in Agriculture
© 2018 The success of organic and green agricultural fruit production depends on quality and cost. As the kiwifruit industry becomes ever more commercialized, it is in the interests of the industry to mechanize production, which can promote industrialization and improve industrial value and market prospects. Currently, New Zealand, Italy, Chile, and China carry out research into the mechanism of kiwifruit production. This review describes in detail the current state of the art of pollination, harvesting and grading equipment, including detection and identification, non-destructive end effector, harvesting robots and grading devices. Process technologies that include artificial pollination, harvest mechanization, grading and standardization of production problems are analysed and compared. These problems directly affect the quality of kiwifruit products. Finally, to solve the various problems that the kiwifruit industry experiences, it is necessary to accelerate the development of mechanized kiwifruit production, realize the mechanization of information acquisition and standardization in order to advance precision agriculture and agricultural wisdom for the future. Mechanization of the kiwifruit industry must adapt to adjustments in how China's economic structure develops.
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Design of end-effector for kiwifruit harvesting robot experiment
Mu Longtao ; Liu Yadong; Cui Yongjie; Liu Haibin; Chen Lipeng; Fu Longsheng; Gejima, Yoshinori
2017 ASABE Annual International Meeting 2017年7月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：2017 ASABE Annual International Meeting
To separate kiwifruits and realize nondestructive picking and unloading of clustered kiwifruits in scaffolding cultivation, an end-effector with a "grabbing-picking-sliding" harvesting method and automatic picking and unloading connecting rod linkage following its trajectory model is presented based on the research on manual picking methods, the fruits growth and their physical properties. Kiwifruit position are detected by optic fiber sensors, clamping force detected by pressure sensors, shape and size of bionic picking fingers set thereby and an integration harvesting prototype following trajectory model from grabbing, picking to unloading designed and evaluated in the lab and orchard. The evaluation test showed that the end-effector of the prototype with optic fiber sensors on the fingers to detect the best position for grabbing, the pressure sensors to guarantee a nondestructive picking within damage threshold and adjusting spring for fruits size and shape tolerance, can integratedly grab and separate adjacent or clustered kiwifruits, then pick and unload individual fruit without destruction.
MISC 【 表示 ／ 非表示 】
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L*a*b*表色系を用いたトマトの熟度判別に関する研究（共著，英文）
槐島 芳徳
Proceedings of the 2003 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics 1355-1359 2003年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
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槐島 芳徳
日本植物工場学会誌 14巻1号，1-9 ( 1 ) 1 - 9 2002年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要） 出版者・発行元：日本生物環境工学会
This paper addresses the problem of detecting bruises on strawberry fruit surface. Bruises were caused in a controlled manner on the freshly harvested fruits. The intensity level of reflection from the bruised and non-bruised surfaces were measured and analyzed by using a spectrometer within the range of 600 to 1000 nm. The particular wavelengths critical for bruise detection were determined and spectral images were acquired with suitable filters. The effective wavelength with the constant differences between bruised and non-bruised areas was selected as 945 to 975 nm.<BR>The image subtraction was carried out between bruised and non-bruised strawberries acquired with 960 nm and 860 nm filters respectively. Two methods of image subtraction are proposed, first between the images of the same samples for recognizing the possibility of bruise detection and, second between test and standard strawberry images for online sorting.<BR>The former method has confirmed the possibility of bruise detection by using NIR image processing. The judgment result from the latter method has agreed with the visual judgment for online sorting of strawberries.
DOI： 10.2525/jshita.14.1
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可視光と近赤外光の画像を用いたイチゴの品質評価に関する研究（共著，英文）
槐島 芳徳
Proceedings of 3rd IFAC/CIGR Workshop on Control Applications in Post-Harvest and Processing Technology 232-237 232-237 2001年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
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農用トラクタエンジンの排出ガス濃度・排出量分布図の作成（共著）
槐島 芳徳
農業機械学会九州支部誌 50，1-5 2001年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
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釜炒り茶用炒り葉機の性能評価に関する基礎研究（共著）
槐島 芳徳
農業機械学九州支部誌 50，61-65 2001年
記述言語：日本語 掲載種別：記事・総説・解説・論説等（大学・研究所紀要）
講演・口頭発表等 【 表示 ／ 非表示 】
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植物計測情報によるセル苗CA貯蔵環境制御の可能性 ―深度情報によるトマトセル苗の草丈計測技術の構築－
槐島芳徳・日吉健二・松本朋子・境健太郎・小林太一・ 西本素三、辻本祐加子
日本生物環境工学会2023年豊橋大会 2023年9月13日
開催年月日： 2023年9月12日 - 2023年9月15日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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紫外線励起蛍光カラー画像による農産物の品質評価 〜宮崎県産露地へべすの貯蔵過程における状態変化〜
境健太郎, ⽇吉健⼆, 槐島芳徳, 松本朋⼦, ⼩林太⼀, 辻本祐加⼦, ⻄本素三
日本生物環境工学会2023年豊橋大会 2023年9月13日
開催年月日： 2023年9月12日 - 2023年9月15日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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紫外線励起蛍光分光画像による農産物の品質評価 -へべすの貯蔵過程における状態変化ー
○⼩林太⼀, ⽇吉健⼆, 槐島芳徳, 松本朋⼦, 境健太郎, ⻄本素三, 辻本祐加⼦
日本生物環境工学会2023年豊橋大会 2023年9月13日
開催年月日： 2023年9月12日 - 2023年9月15日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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ヘベスの鮮度評価技術に関する研究ー機械学習を用いたカラー画像によるクロロフィルa含有量の 推定ー
西本素三, 辻本祐加子，日吉健二, 小林太一, 槐島芳徳, 松本朋子，境健太郎
第80回農業食料工学会年次大会 2022年9月14日
開催年月日： 2022年9月12日 - 2022年9月14日
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
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センシング情報に基づくヘベスの鮮度保持制御について－紫外光励起蛍光分光画像による状態変化の観察－
小林 太一，日吉 健二，槐島 芳徳，松本 朋子，境 健太郎
日本生物環境工学会2022年福岡大会 2022年9月7日
開催年月日： 2022年9月6日 - 2022年9月9日
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
受賞 【 表示 ／ 非表示 】
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農業食料工学会九州支部賞
2017年9月 農業食料工学会九州支部 茶の高品質生産システムの開発に関する研究
槐島芳徳
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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日本生物環境工学会貢献賞
2016年9月 日本生物環境工学会 生物環境工学に関する学術交流活動および九州支部運営における貢献
槐島芳徳
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
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Information and Electrical Technologies Dibision Meeting Paper Award
2004年7月 American Society of Agricultural Engineers
Masateru Nagata, Jasper Tallada, Taichi Kobayashi, Yongjie Cui, Yoshinori Gejima
受賞区分：国際学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：アメリカ合衆国
科研費（文科省・学振・厚労省）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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搾乳ロボットのパフォーマンス向上に関する実証的・学際的研究
研究課題/領域番号：22K05870 2022年04月 - 2025年03月
独立行政法人日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究分担者
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高品質茶収穫システムの開発に関する研究
研究課題/領域番号：16K07959 2016年04月 - 2019年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
本研究は，茶葉の機械収穫機構と摘採適期判断システムを開発して高品質な茶葉収穫技術を確立するものである．
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高性能ベルトコンベア型炒り葉機の開発に関する研究
研究課題/領域番号：18580256 2006年04月 - 2009年03月
科学研究費補助金 基盤研究(C)
担当区分：研究代表者
九州の特産品である釜炒り茶の生産性を向上するため，高性能ベルトコンベア型炒り葉機を開発する．本機は，円筒釜や固定釜を使った炒り葉方式に替わり，ベルトコンベア（送帯式）による新たな炒り葉方式を構築するものである．さらに，本機によって加工される茶葉の状態を画像処理システムを用いて把握し，高品質な釜炒り茶の製造条件を見出す炒り葉評価システムを付加する．これにより，釜炒り茶の生産体系を近代化して，中山間地を中心に展開する釜炒り茶の生産性を向上し，茶農家の収益増を目指す．
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釜炒り茶における炒り葉機の開発に関する基礎的研究
研究課題/領域番号：6760224 1998年04月 - 2000年03月
科学研究費補助金 若手研究(A)
担当区分：研究代表者
釜炒り茶の品質を最も左右する新たな炒り葉機の開発を行った。茶葉を効率的に乾燥させるために，茶葉の中心部から水分を移動させる揉みの作用と上下から挟み込む伝熱方法とを組み合わせた回分式および連続式の炒り葉機を試作した。各機を使用した性能実験の結果，回分式では良質な茶葉を炒ることができるな蒸気排気口面積を見出すことができた。しかし連続式炒り葉機では，上方から茶葉を供給する際に投入量が安定しなかったことが原因で炒りの過不足が生じ，品質の低下を招いた。
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高温・高圧スチームを用いた除草機の開発に関する基礎研究
研究課題/領域番号：8760235 1995年04月 - 1996年03月
科学研究費補助金 若手研究(A)
担当区分：研究代表者
雑草の根に高温高圧の蒸気を噴射して枯死させる除草機の開発に関する基礎研究を行った。このため，除草用灯油バーナーを火力源とした容量20リットルの蒸気発生タンクおよび蒸気を土中に導くノズルを製作し，圃場の中を移動できる台車に搭載した除草機を製作した。実験の結果，高圧蒸気による土壌の飛散が顕著であること，さらに土中での蒸気温度が70℃程度しか達せず，当初の目的に達しないことがわかった。
その他競争的資金獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】
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生産現場で使用する茶葉葉色品質評価システムの基礎構築
2012年11月 - 2013年10月
科学技術振興機構 A-STEP（研究成果最適展開支援プログラム）
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
緑茶の生産は、栽培、収穫および加工等の各作業において高度な機械化が行われ、一定の品質で大量に生産する技術が確立し、九州を中心に規模の拡大が進んでいる。しかし嗜好飲料である緑茶では、常に高品質化が求められ、それに伴う品質のセンシング技術が喫緊の課題とされる。そこで本課題では、視覚のセンシング技術に注目した茶葉葉色を利用した品質管理技術に関する本学の知見を活用し、緑茶の生産現場で使用することができる茶葉葉色の情報収集システムについて基礎的な技術を取得することが目的である。今回は、a)圃場および加工現場における茶葉葉色情報の収集技術の検討、b)葉色情報のデータベース構築方法の検討を行う。
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狭小空間攪拌機構を備えた送帯式炒り葉機の開発
2009年09月 - 2010年03月
文部科学省 地域イノベーション創出総合支援事業・重点地域研究開発推進プログラム・シーズ発掘試験
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
本研究は，釜炒り茶の高品質で高い処理能力が期待できる送帯式炒り葉機を開発するものである。撹拌不足に起因するた品質低下を防ぐためにいくつかの狭小空間撹拌機構を供試し、有用な撹拌機構を特定することができた。さらに殺青と葉打ちの独立制御が行える2段型の送帯式炒り葉機を完成することができた。
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低ビット解析法による農産物の高精度品質評価技術の開発
2008年07月 - 2009年03月
文部科学省 地域イノベーション創出総合支援事業・重点地域研究開発推進プログラム・シーズ発掘試験
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
本研究では，低ビット解析法を用いた農産物の品質評価に関する研究としてⒶ本研究で試作した画像解析装置の概要，研究開始時から10月末までの期間に行うⒷ茶の品質評価技術の開発，および11月から研究終了までの期間に行うⒸトマトの品質評価技術の開発に関する試験の3課題を実施した。
受託研究受入実績 【 表示 ／ 非表示 】
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LED植物工場における養液栽培に関する研究
2014年12月 - 2022年10月
威海華菱光電股份有限公司（日本開発センター）
担当区分：研究分担者 受託研究区分：一般受託研究
共同研究実施実績 【 表示 ／ 非表示 】
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LED植物工場における養液栽培に関する研究
2014年12月 - 2022年11月
威海華菱光電股份有限公司（日本開発センター） 学内共同研究 霧村雅昭
霧村 雅昭、槐島 芳徳
担当区分：研究分担者 共同研究区分：学内共同研究
研究・技術シーズ 【 表示 ／ 非表示 】
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農産物の高品質収穫機械の開発に関する研究
宮崎県特産品の高品質化に貢献する機械とソフトの開発に関する研究
植物の生育をセンシングする技術の開発に関する研究ホームページ： 生産システム工学研究分野／槐島研究室
技術相談に応じられる関連分野：・農業機械の開発・改良
・農業に関するソフトウェアおよびセンシング技術の開発メッセージ： 農業機械の開発・改良，農業生産に必要なソフトウェアおよび植物の計測技術の開発のお手伝いをします。