リサイクルされた雨水のみを使用し水の使用量を最大90%削減可能な、環境にやさしい大規模スマート農場を運営するAppHarvest社について解説

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目次

事業概要

AppHarvest社は、露地農業に比べて水の使用量を最大90%削減し、リサイクルされた雨水のみを使用した持続可能な農業を行う農業テクノロジー企業です。2017年にアメリカのケンタッキー州を拠点に設立され、社員数は50〜100人と推定されます。

AppHarvest社は、60エーカーの世界最大級のハイテク屋内農場を運営しており、この農場では、非遺伝子組み換えで化学農薬を使用しない農産物を、露地栽培に比べて最大90％少ない水とリサイクルされた雨水だけで栽培します。同じ面積の土地で従来の農業に比べて最大30倍の収穫量を得ることができ、農業排水もありません。

同社は、従来の農業技術と人工知能やロボット工学などの最先端技術を組み合わせることで、すべての人が栄養価の高い食品を入手できるようにし、より持続可能な農業を行い、より信頼性の高い国内食糧供給を構築を目指しています。

Youtube動画：https://www.youtube.com/watch?v=kOMwg9dgOhY

ビジネスモデル

AppHarvest社は、ケンタッキー州モアヘッドでハイテク屋内農場を運営しており、収穫した作物を販売して売上を上げています。

2021年2月1日にNasdaqに上場した同社は、2021年第1四半期で230万ドルの純売上高を計上しました。ハイテク農場の立ち上げに伴い農場が一部しか植えられていない状態で、すでに230万ドルの売上を上げています。

テクノロジー

AppHarvest社は、年間を通して環境に優しい技術で大規模スマート農場を運営しています。スマート農場の機能として、雨水の再利用、ハイブリッド照明、人工知能、ロボットによる収穫、精密栽培、害虫の管理を行なっています。

雨水の再利用

同社の施設では、100％リサイクルされた雨水を使用し、有害な農業用水の流出を防いでいます。10エーカーの貯水池と最先端の循環型灌漑システムを開発し、リサイクルされた雨水だけですべての水需要を満たすようにしています。

貯水池は、ナノバブル技術によって常に空気を含んでおり、オリンピックサイズのスイミングプール約70個分の水を貯めることができます。貯水池は、オリンピックサイズのプール70杯分に相当する水量があり、農場の閉ループ灌漑システムに入る前に、砂と紫外線で二重にろ過されます。その後、各植物にドリップ灌漑で正確な量の水が供給され、残った水は再びろ過されて再利用されます。

また、この水システムには高度なミストシステムが搭載されており、機械で発生させた超微細なミストが蒸発して施設内の余分な熱を奪います。これにより、光合成に不可欠な湿度を高めることができます。

ハイブリッド照明

太陽光と効率的なLEDを利用することで、年間を通じて持続的に作物を成長させています。

トマトの生産量を大幅に増やすことができるハイブリッド照明システムを活用しています。太陽光、高効率のLED、そして冷涼な時期には熱源ともなる高圧ナトリウム灯という3つの貴重な光源を組み合わせています。

施設の屋根には拡散ガラスが使われており、太陽の光が安定してトマトに届くようになっています。夜間や太陽の光が届かないときには、一般的な照明に比べて40％も効率の良いLEDで補っています。それぞれのLEDには受動的な冷却システムが採用されており、輻射熱の発生を大幅に抑えることができます。また、LEDは最適化されたワイドビーム光学系により、光をよりよく分散させます。

光合成に欠かせない青色と赤色の光を混合して照射することで、赤色の光は開花を促し、青色の光は成長を促します。同社の栽培チームでは、収穫量を増やすための最適な照明方法を研究しています。

人工知能

AppHarvest社の機械学習、組み込みソフトウェア、知覚などの高度なエンジニアチームは、ハイテク屋内農場の管理に役立つインテリジェントロボットを開発しました。このロボットは、作物の健康状態を評価し、リアルタイムで情報を提供します。この情報は、害虫を検出して自然に駆除するなど、持続可能な取り組みを向上させ、屋内農場が化学農薬を使用しない果物や野菜の栽培を成功させるのに役立っています。

さらに大きなメリットは、人工知能が作物の収穫量を正確に予測できるようになることです。作業スケジューリングから輸送、小売店の計画まで、多くの下流の意思決定は収穫量に基づいて行われます。予測と実際の収穫量にズレが生じると、AIにより、多くの機能で変化に対する調整が行われます。

ロボットによる収穫

AppHarvest社は、ユニバーサルロボットハーベスターの開発と導入に取り組んでおり、より複雑な作業に専念するクロップケアスペシャリストとともに、基本的な収穫サポートを提供しています。

同社のロボットは、さまざまなサイズの複数の作物を識別して収穫するように設定できます。近年では、世界最大規模のトマトの画像データを収集し、成熟度の異なる50種類以上の品種を識別できるようになりました。

各ロボットは、カメラと赤外線レーザーを組み合わせてエリアの3Dカラースキャンを行い、作業の可否を判断します。トマトの位置を把握したロボットは、トマトの向きを判断し、収穫に適した熟度かどうかを判断します。このスキャンにより、ロボットアームやグリッパーが到着する前に、ロボットは作物を収穫するための障害物が少なく、かつ最速のルートを見つけることができます。

各ロボットは、他の品質評価を行うようにプログラムすることもできます。数百個のトマトをクラウドに接続することなく瞬時に識別し、さらにビデオゲームのように成功率を記録します。また、フィードバック機構が搭載されているため、どのような形状の果物でも効率的に収穫する方法を学習していきます。

精密栽培

同社の洗練された精密栽培システムでは、戦略的に配置された300個のセンサーを使用して、トマトの苗に理想的な量の栄養と水を与えることができます。結果として、1エーカーあたり、露地栽培に比べて最大30倍の果物や野菜を栽培することができます。

このシステムは、モバイルデバイスから継続的にアクセスすることができ、生産者がそれぞれの植物の微気候を評価し、最大の収穫量を得るために必要な光、水、二酸化炭素の正確なレベルを検証するのに役立ちます。

同社の施設を暖めるための天然ガスからは二酸化炭素が発生しますが、これを一部回収して植物の栄養分として利用しています。

総合的な有害生物管理

同社の農場では、化学農薬をゼロにして、よりクリーンで安全な食品を作っています。環境がコントロールされており、化学農薬を使用する必要がありません。その代わりに、高度な訓練を受けた従業員と高度な技術を組み合わせた統合的害虫管理を実践しています。

害虫の数をコントロールするために、施設全体で益虫を使用しています。また、何百ものセンサーとカメラを使用して、各工場の高品質で詳細な画像を記録・分析し、問題が発生する前に害虫を特定しています。

これらのカメラは、モアヘッドの農場内を移動するカートに取り付けられており、害虫のリスクをリアルタイムに知らせてくれます。懸念事項が発見場合、問題がどのように拡大するかを予測し、懸念事項をより深く理解して完全に対処できるようにします。

上記のほか、ミツバチを使った自然受粉を技術システムによって監視し、最大の収穫量を得るための受粉レベルを達成しています。

今後の計画

AppHarvest社は現在、年間4,000万ポンド以上のトマトを生産する予定のハイテク屋内農場を1カ所運営しており、2025年末までに12カ所のハイテク農場のネットワークを構築する計画です。

現在、さらに2つのハイテク農場を建設中です。1つは葉物野菜の栽培を目的としたもので、もう1つはトマトの栽培を目的としたもので、リッチモンドにあります。さらに4つのプロジェクトが計画されており、そのうちの2つは今年の第2四半期に建設を開始する予定です。

2021年4月には、人工知能とロボット工学の企業であるRoot AIと、環境制御型農業の経験を持つ従業員を買収し、環境制御型農業の効率化を目的としたAppHarvestテクノロジーグループを設立しました。

AIを核とした農業のデジタルオペレーションモデルを構築し、より高いリターンを得られるような施設のグローバルネットワークを作ることを目指しています。

コメント

同じ面積の土地で従来の農業に比べて、環境に優しい農法で最大30倍の収穫量を得ることができる同社の大規模スマート農法は、今後より多くの地域で活用されることが期待されます。

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