ロボットトラクター導入で何が変わる？仕様やメリット・デメリットを解説！

ロボットトラクターとは？

まずは、ロボットトラクターとは一体どんなものなのかを解説します。

自動運転が可能なトラクター

ロボットトラクターは、AIやセンサーを活用した無人化技術によって自動運転が可能になったトラクターです。

従来は人が運転席に乗り、手動で操作していましたが、ロボットトラクターはGPSによる自動操縦システムを搭載。あらかじめ設定した経路を自動で走行します。

また、障害物検知センサーが周囲の障害物を察知し、自動で回避経路を選択するなど、安全性が高まっています。

【自動経路制御の仕組み】

このように、ロボットトラクターは高度な自動化技術を備えています。更に一部機種では、リモートからの監視・操作も可能です。

AIやセンサーを活用した無人化技術

ロボットトラクターは、AIやセンサーを活用した無人化技術によって自動運転を実現しています。

具体的には、GPSによる高精度な自動操縦システムと、障害物を検知するセンサーが搭載されています。

これらのセンサーから得られる情報を組み合わせ、AIが障害物の回避経路を自動で判断します。また、クラウドを介してリモート監視・操作が可能になっています。

このように、AIとセンサーの連携により無人での高精度作業を実現しています。今後の技術進歩によって、更なる自動化が期待されます。

ロボットトラクターの仕組みと機能

ここからは、ロボットトラクターの仕組みと機能について詳しく紹介します。

GPSによる自動操縦システム

ロボットトラクターでは、GPS(全地球測位システム)を利用した自動操縦システムが搭載されています。 　このシステムは、次のような仕組みで稼働します。

　高精度なGPSアンテナを複数台搭載することで、数センチ単位の精度が実現できます。 　この自動操縦機能により、次のようなメリットが生まれます。

GPSに加えてカメラセンサーなども組み合わせることで、障害物の回避など、より高度な自動運転が期待できます。

障害物検知センサー

ロボットトラクターには、障害物を検知するセンサーが搭載されています。これにより、トラクターの周囲にある障害物を自動で認識し、それを回避する動作をすることができます。

主な検知センサーとしては、以下のようなものがあげられます。

これらのセンサーを組み合わせることで、ロボットトラクターは人や他の車両、建物や樹木などの障害物を高精度に検知することが可能です。万が一、障害物を回避できない場合には自動で停止するなど、安全性の高い自動運転を実現しています。

自動経路制御

ロボットトラクターには、GPSを利用した自動経路制御システムが搭載されています。

事前に作業エリアの地図データをトラクターに入力しておくと、そのデータに基づいて最適な作業ルートが自動で計算されます。トラクターはその経路に沿って自動操縦されるため、作業者は手動操作する必要がありません。

例えば耕運作業の場合、以下のようなメリットがあります。

また、自動経路制御システムは、トラクターの現在位置を常にGPSで把握しているため、夜間でも障害物を回避しながら自動操縦が可能です。

このように、自動経路制御機能によって、省力化と高精度作業の両立を実現しています。

リモート監視・操作

ロボットトラクターは、リモートからの監視・操作が可能です。トラクター本体に搭載されたカメラやセンサーから収集されるデータを、スマートフォンやタブレット端末で確認できるのです。

例えば、次のような機能があります。

リモート監視は、離れた場所からトラクター作業の進捗状況を把握できる大きなメリットがあります。また、リモート操作により、オペレーターが現場に行く手間が省けます。

さらに、こうした機能は将来的に高度化が見込まれています。

このように、ロボットトラクターのリモート機能は、スマート農業の中核を成す技術と言えるでしょう。

ロボットトラクターのメリット

ここからは、ロボットトラクターのメリットを紹介します。

省力化・人手不足解消

農業従事者の高齢化や後継者不足が深刻な問題となる中、ロボットトラクターの導入は人手不足の解消に大きく貢献します。

ロボットトラクターは、以下のような機能を備えており、作業の自動化・無人化が可能です。

つまり、従来は人手を要した作業工程が、ロボットトラクターならば最小限の人員で済むのが特徴です。実際、農林水産省の試算によれば、以下のような省力化効果が期待できるとされています。

このように、ロボットトラクターの導入により、作業工程での人員を大幅に削減できます。人手不足に悩む農家にとって、ロボットトラクターは強力な味方となるでしょう。

作業の自動化・効率化

ロボットトラクターでは、従来人手で行っていた作業工程の多くが自動化されます。

例えば、以下の作業が自動化可能です。

これらの作業を自動で行うことで、大幅な省力化が期待できます。また、AIによる高度な自動運転技術により、人手に劣らない作業精度も実現します。さらに夜間など無人での作業も可能となり、作業時間の大幅な拡大にもつながります。

このように作業の自動化・効率化により、ロボットトラクター導入農家では、従来よりも少ない人員で、より広大な農地を管理することが可能になるといった効果が期待できます。

夜間作業が可能

ロボットトラクターの大きなメリットの1つに、夜間での作業が可能なことが挙げられます。これまでの農作業は日中に行われてきましたが、ロボットトラクターなら24時間体制での作業が可能になります。

夜間作業のメリットは以下の通りです。

例えば、水田での代かき作業は夜間に行うと、翌日の日中は田んぼが乾燥しにくくなります。このように夜間作業は、作物の生育環境を整えるのに適した作業でもあります。

ただし夜間作業には、以下のようなデメリットもあります。

このようにメリットとデメリットがありますが、ロボットトラクターの技術が進歩すれば、夜間作業も安全に行えるようになると考えられます。

高精度な作業が実現

ロボットトラクターは、GPSによる自動操縦システムと高精度な経路制御技術を搭載しています。これにより、従来の人間の運転に比べ、はるかに正確な走行が可能になります。

例えば、次の表のように播種時の条間ずれを最小限に抑えることができます。

このように、播種からすじ据え、除草作業に至るまで、高精度な作業が可能です。ロボットトラクターの導入により、手作業の手間が大幅に省け、作物の収量と品質の向上が期待できます。

さらに、ロボットトラクターは夜間の走行も可能です。日没後の作業にも対応でき、ロボットならではの長時間稼働が生産性の向上にもつながります。

このように、ロボットトラクターの高精度な走行制御と無人化技術は、農作業の省力化と効率化に大きく貢献しています。

ロボットトラクターの課題と懸念点

ここからは、ロボットトラクターの課題と懸念点について紹介します。

初期投資コストが高額

ロボットトラクターを導入する際の最大の課題は、高額な初期投資コストです。

現在販売されているロボットトラクターの価格は、2,000万円前後となっています。一般的な農業用トラクターが300万円前後であることを考えると、ロボットトラクターは5〜7倍の価格となります。この高額な価格は、機体に搭載された自動運転システムや各種センサー、GPS等の先端技術に起因しています。

また、ロボットトラクターの運用には、これらのシステムを制御するための基地局の設置や、整備・メンテナンスの費用も別途必要となります。大規模経営を行う農家でも、この初期投資は大きな経済的負担となるでしょう。

このように、ロボットトラクターにはその恩恵を享受するための高いハードルがあり、価格面での課題は大きいと言えます。

システムトラブルへの不安

ロボットトラクターの普及にあたり、多くの農家から指摘されているのが「システムトラブル」への不安です。

ロボットトラクターはGPSや各種センサー、通信機能に大きく依存しています。 これらの機能に不備があれば、思うような自動運転ができなくなる可能性があります。

例えば、以下のようなトラブルが考えられます。

【ロボットトラクター想定トラブル例】

このように、ロボットトラクターの導入には不安もつきまといます。メーカーは、より安全で信頼性の高い製品開発と、万全の保守体制の構築が求められています。

電波環境への依存

ロボットトラクターはGPSや通信技術に大きく依存しています。そのため、電波の届きにくい環境では、システムが正常に機能しない可能性があります。

例えば、以下のような場所では課題が生じる可能性があります。

このように、電波環境が悪い地域では、ロボットトラクターを安定して運用することが難しくなります。このため、導入の前には、十分な電波環境の確保が求められます。

また、ネットワークのダウンや障害が発生した場合にも、システムが機能しなくなる恐れがあります。障害時の対応策や、代替手段の確保も重要です。

【電波環境への対策例】

このように、ロボットトラクターは電波環境に大きく影響を受けるため、導入に際しては綿密な検討が必要不可欠です。

雇用への影響

ロボットトラクターの導入により、農作業の省力化が進むことから、人手不足の解消につながる一方で、人件費の削減を目的とした雇用の置き換えが懸念されます。

実際、大規模農家を中心にロボットトラクターの導入が広がれば、従来の農作業員の雇用に影響が及ぶ可能性があります。

しかし、ロボットトラクターは単に人件費削減だけを目的としたものではありません。高精度な作業を可能にするなど、新しい農業の実現に貢献するものでもあります。雇用への影響を最小限に抑えるためにも、ロボットトラクター導入と人的資源の適切な組み合わせが重要となります。

主要メーカーと製品

ここからは、ロボットトラクターの主要メーカーと製品を紹介します。

井関農機株式会社

井関農機は、1959年の創業以来、農業機械のリーディングカンパニーとして活躍しています。同社は2017年、自動操縦トラクター「AUTO-TRAC」シリーズの販売を開始しました。

「AUTO-TRAC」シリーズの主な特徴は以下の通りです。

同社の自動操縦トラクターは、以下のようなメリットがあります。

このように、井関農機の自動操縦トラクターは、人手不足の解消や作業の効率化に大きく貢献すると期待されています。

株式会社クボタ

クボタは、国内有数の農機メーカーとして、ロボットトラクターの開発・実用化に力を入れています。

2019年には、自動操舵システム「SHIZUKA」を搭載した無人・自動走行トラクター「X898」を発売。 作業機の自動昇降や、GPS位置情報を活用した自動旋回が可能です。

さらに最新モデルの「X768」シリーズでは、以下の先進機能を実装しています。

このようにクボタは、農業の省力化と高度化に向けて先進のロボットトラクター技術を開発しています。

ヤンマーアグリジャパン株式会社

ヤンマーは、2017年に自動操舵トラクターの実証実験に取り組み、2020年には自動操舵トラクター「YT5101A」を発売しました。

同社の自動操舵トラクターは、以下の主な機能を備えています。

作業者はタブレット端末から、トラクターの位置や自動操舵の開始・終了を操作できます。また、リモートモニタリングにより、トラクターの動きを目視確認しながら安全に作業を行えます。

ヤンマーはこの自動操舵トラクターを、スマート農業の実現に向けた重要な製品と位置付けています。将来的には、完全自動化や複数のロボットトラクターの同時制御なども視野に入れているとのことです。

実証事例と今後の展望

ここからは、ロボットトラクターの実証事例と今後の展望について紹介します。

大規模経営での活用事例

ロボットトラクターは、すでに国内の大規模経営農家で実証実験が行われています。

例えば、北海道の大規模農場では、昨年からロボットトラクターの運用を開始しました。同農場は広大な圃場を所有しており、従来は複数の人手を要していましたが、ロボットトラクターの導入により、作業の自動化と省力化を実現しています。

このように、ロボットトラクターは大規模農場における人手不足の解消と作業の効率化に大きく貢献することが期待されています。

スマート農業への貢献

ロボットトラクターの登場は、スマート農業の発展にも大きく貢献します。スマート農業とは、ロボット技術やAI、IoTなどの先端技術を活用した新しい農業の形です。

ロボットトラクターは以下の点でスマート農業を支えます。

蓄積されたデータは、AIによる高度な分析が可能になります。 これにより、 ・適切な施肥量や農薬散布量の特定 ・最適な収穫時期の予測 など、従来よりも正確な農業経営判断が下せるようになります。

また、リモート監視・操作システムを使えば、熟練者がいなくても効率的な農作業が行えます。技術の継承が課題となっている農業分野において、この点は大きなメリットと言えるでしょう。

このように、ロボットトラクターはスマート農業を実現する上で、中心的な役割を果たすと考えられています。今後の技術革新と普及が期待されます。

技術の高度化と普及

ロボットトラクターの技術は日々進化を遂げています。従来の自動操縦システムに加え、以下のような新機能の搭載が進められています。

このように、ロボット農機はセンサーとAIを組み合わせることで、より高度な自動作業を実現しつつあります。

一方で、導入コストの課題は残されています。

しかし、政府はスマート農業の推進に力を入れており、補助金制度の充実や規制緩和を進めています。今後、さらなるコストダウンと普及が期待されます。

まとめ

ロボットトラクターは、従来の手作業に頼っていた農作業を自動化・効率化できる画期的な技術です。主な特徴は以下の通りです。

【メリット】

【課題】

今後は技術の進歩に伴い、コストダウン や安全性・信頼性の向上、使いやすさの改善などが期待されます。

農家の経営規模に応じて、ロボットトラクターの導入を検討することで、スマート農業の実現に貢献できます。一方で、雇用への影響など懸念点もあり、十分な検討が必要不可欠です。

参考サイト