スマート農業とは？IT化の事例と気になる将来性を簡単に解説！

現代の農業はさまざまな課題を抱えています。その課題を解決するために、今注目されているのが「スマート農業」です。

この記事ではスマート農業とは何かを簡単に解説。あわせて導入の目的やメリット、用いられる最先端の技術と、現状の課題までまとめました。

スマート農業とは、農業の現場にICTやIoT、AIの技術を導入した新しい農業のカタチです。まずはスマート農業の概要や歴史、普及のために国が行っているプロジェクトについて解説します。

スマート農業はいつから注目され始めた？

スマート農業という言葉に馴染みがない方だと、「いつから始まった試みなの？」と首を傾げてしまうかもしれません。農林水産省が「スマート農業の実現に向けた研究会」を立ち上げたのは2013年11月のこと。これは農業の現場における人手不足の解消や省力化を目指すために、必要な対策を検討・実現するための組織です。

IT化、スマート化という言葉を見聞きするようになって久しい昨今。なんとスマート農業は10年以上も前から注目されていたと知れば、驚く方も多いのではないでしょうか。

スマート農業の目的

スマート農業の大きな目的は、農業の労働力不足を補うことです。日本では少子高齢化が急速に進んでおり、現在、さまざまな業界で人手不足が深刻化しています。労働力不足を理由に日本の農業が衰退してしまうのは、とてももったいないことです。

元来、農業の現場ではほとんどの作業を手で行ってきました。最先端技術との組み合わせにより手作業の量を減らすことができれば、少ない人員・労力で農業を営めるようになり、担い手不足の解消につながります。

2019年度からスマート農業実証プロジェクトがスタート

スマート農業の普及を促進するべく、農林水産省が2019年度から始めたのが「スマート農業実証プロジェクト」です。これは農業に最先端技術を導入し、実証実験を行うプロジェクトです。

同プロジェクトのWebサイトには、実証実験の結果データや、実証地区で実際に農業を営む方々の声などが掲載されています。スマート農業に興味がある方、ICTやAIの導入を検討されている方は一度目を通してみてはいかがでしょうか。

農林水産省　農林水産技術会議「スマート農業実証プロジェクト」について

さて、それではスマート農業は現状どれだけ日本に普及しているのでしょうか。市場規模や将来性、理想の将来像とあわせて解説します。

スマート農業はどれくらい普及している？

農林水産省が公開している2023年の調査結果によると、データを活用した農業を行っている個人ならびに団体の数は、24万2,300経営体です。全農業経営体数から見る普及率は26.1％にのぼります。前年と比較した増減率は個人で6.9％増、団体では6.5％増です。

なお、個人と団体それぞれの経営体別の普及率は以下になります。

・個人経営体：24.5％
・団体経営体：60.7％

見比べると、個人の農業経営体にはまだスマート農業はそこまで普及していないといえそうです。

出典：農林水産省「農業構造動態調査結果　令和5年 調査結果の概要」

スマート農業の市場規模は？

2022年度のスマート農業の市場規模は、302億6,800万円でした。今後、2024年度には374億7,000万円、2029年度には708億8,000万円の規模まで拡大すると予測されています。

これから世の中にスマート農業が普及し、その便利さやメリットに気付く方が増えれば増えるほど、市場規模はどんどん拡大していくことでしょう。

出典：株式会社矢野経済研究所「スマート農業国内市場規模推移と予測」

スマート農業から得られる経済効果

スマート農業の普及により期待される経済効果は、以下のようなものです。

・作業の省力化による労働時間や人件費の削減
・生産性向上による収益アップ
・農作物の品質向上

導入にコストがかかる、技術を使いこなす知識やノウハウが必要になるなどハードルもありますが、スマート農業の普及に伴う経済効果やメリットは大きいといえます。

スマート農業の将来性と理想の将来像は？

現在、日本では、さまざまな企業がスマート農業に関連するサービスや技術の開発に取り組んでいます。ヤンマーもそのうちの1社です。

スマート農業が今以上に普及すれば、もっとたくさんのうれしい成果が得られる可能性もあります。

たとえば、農作業のさらなる省力化や効率化が叶うことによる農場の大規模化に、国内での農産物市場の拡大など。このように未来の農業をよりよいカタチへと導くのが、スマート農業の理想の将来像だといえるのではないでしょうか。

農業のIT化、データ活用といわれても、中にはピンとこない方もいらっしゃるのでは？ここではスマート農業に用いられる技術の種類と具体例をまとめました。

農業の視野を広げる技術

農業には広大な敷地が必要になります。敷地が広ければ広いほど、全体を把握するのにかかる労力は莫大なものになるでしょう。

まずは農業の現場を隅々まで見渡すための技術を紹介します。

生育モニタリング用ドローン

農業には「見る」仕事がたくさんあります。農作物の生育状況の確認や、病害や虫害の早期発見など、これらの工程は非常に負荷が高いにもかかわらず、欠かしてはならない作業です。

ドローンを農業に用いると、人には見えない角度や高さから圃場（ほじょう）を見渡せるようになります。また、撮影したデータをもとに色味を解析し、畑や水田の雑草の量、生育状況を確認することも可能です。

人工衛星リモートセンシング

人工衛星を用いたリモートセンシング技術を活用すれば、圃場をより広く観測できます。観測できるデータはドローンと同様、圃場の状態や農作物の生育状況など。

圃場が大規模でドローンの視野ではカバーできない、場所が離れた複数の圃場をまとめて管理したいといった場合に役立つ技術です。

気象センサー

気象センサーは、圃場周辺のピンポイントの気象情報を収集するのに役立ちます。収集できるデータは気温や湿度、降水量、風速や風向きなど。気象変動は農作物の生育に大きな影響を与えるものです。農業従事者は気象にあわせて水やりや農薬の散布時期、温室の窓やハウスのカーテンを開閉するタイミングを決めています。

平年より気温が高い・低い、雨の量が多い・少ない、頻繁な集中豪雨や猛暑などの異常気象など、さまざまな気象の変化により農作物は生育不良を起こしてしまいます。生育不良を防ぐためにも、農業従事者は適切な対処を行わなければなりません。

とはいえ、天気予報では地域全体の気象情報しか確認できないため、ゲリラ豪雨などの局所的な気象変動にはなかなか気づけないのも事実。その点、気象センサーでは圃場周辺の気象データを局所的に取得できるため、早め早めの対処が可能になるのです。

土壌水分センサー

質のよい農作物を育てるためには、よい土壌が欠かせません。土壌水分センサーとは土壌に埋めて使用するセンサーで、土壌に含まれる水分の割合や電気伝導度、地温などのデータ収集が可能です。

これらのデータは、肥料をまく時期や量を決める際に役立ちます。本来、追肥は農作物の生育状況や葉の様子を見て判断するものですので、データ活用により“見る工程”をスキップできれば、作業時間を大きく削減できるでしょう。

家畜見守りセンサー

畜産業の現場においては、牛や豚、鶏などの家畜の健康状態を常に把握することがとても重要です。

家畜見守りセンサーを活用すれば、畜舎の温湿度や空気成分から環境を見える化できます。また、家畜の体に取りつけるタイプのセンサーでは、餌を食べた量、水を飲んだ量、寝起きのデータを収集することが可能です。飼育している家畜の頭数が多いほど重宝する機能ではないでしょうか。

農業の経営や生産効率の向上に役立つ技術

経営を続けるためには必ず利益が必要です。農業においては、生産効率を上げ農作物や畜産物の生産量を増やすことが、利益を上げることに直結します。

続いては経営の効率化や生産効率の向上に役立つ技術をまとめました。

生産管理システム

日々の作業記録をはじめ、農作物の栽培計画や作業計画の策定、収支分析などができるシステムです。畜産業においては家畜の飼育数や年齢・性別の管理、出荷先や出荷予定日を一元管理できます。

アナログで行っている生産管理業務をデジタル化するだけでも、日々の作業時間はぐっと減らせるはずです。

AI活用システム

農業現場へのAI導入も進んでいます。AIができるのは、撮影した農作物の写真をもとにした病害の早期発見や収穫量の予測など。また、日射量や気温、CO2濃度などのデータも組み合わせながら、最適な収穫タイミングを予測するアプリケーションも登場しています。

AIは学習を重ねることでどんどん精度が向上するため、活用すればするほどより正確なデータを取得できるようになるのも魅力です。

農業従事者の負担を軽減できる技術

農業には膨大な量の作業があり、農業従事者にかかる負担もかなりのものです。体を壊して作業ができなくなれば、人手不足による経営難に陥ってしまうリスクもあります。

最後に、農業従事者の心身の負担を軽減する効果が期待できる技術をまとめました。

自動運転農業機械

自動運転機能が搭載されたトラクターや田植機、コンバインなどの農業機械は、運転手いらずで農作業を行います。GPSや衛星システムによる位置情報とコース設定により、無駄なく効率的に、必要な範囲で農作業をこなしてくれるのが大きな特長です。

農業機械を使った作業は、搭乗者の運転技術レベルにより成果に差が生じやすいのが難点です。しかし、自動運転農業機械なら一定の作業クオリティを保てるため、新規で農業を始める方も安心して作業に取り組めます。

農業ロボット

農業を手伝うさまざまな種類のロボットも登場していることをご存じですか？農作業の現場では以下のようなロボットが活躍しています。

・除草ロボット
雑草の除去を自動で行うロボットです。雑草は本来農作物に行き渡るはずの栄養分や水分を奪うほか、生い茂ると光合成を妨げるなど悪影響を及ぼします。また、草むしりは腰や膝に負担がかかる作業なので、自動できるメリットは大きいです。

・収穫ロボット
農作物の成熟度を見極め、最適なタイミングで収穫を行うロボットもあります。味がよい良質な農作物を出荷できることに加え、農業従事者が目で見て判断する手間も減らせる一石二鳥のロボットです。

畜産ロボット

続いて、畜産業の現場で活用されているロボットの事例を2つ紹介します。

・搾乳ロボット
乳牛の識別から乳頭の洗浄、搾乳まで自動で行うロボットです。本来、搾乳作業は毎日決まった時間にまとめて行うのが一般的。搾乳ロボットを導入すると、作業にかかる時間や手間の削減に加え、立ったり座ったりの動作による体への負担を軽減できます。

・給餌ロボット
家畜には毎日の餌やりが欠かせません。家畜が食べる餌の量は非常に多く、飼料によっては重さもあるため、給餌作業は重労働です。給餌ロボットは自動で餌やりを行うほか、家畜にあわせた適切な回数とタイミングでの給餌が可能なので、食べ残しの量を減らす効果も期待できます。

作業用ドローン

空から圃場を確認するドローンについて前述しましたが、人に変わり作業を行うドローンも存在します。できるのは空からの肥料や農薬の散布です。

短時間で圃場全体に薬品を撒けることに加えて、急斜面や足元が悪い場所での作業も難なくこなせるのが大きなポイント。また、圃場のモニタリング結果との組み合わせにより、病害や虫害が発生している箇所をめがけてピンポイントに農薬を散布することも可能です。

水管理システム

稲作において、給排水管理は全体の作業時間の30％を占めます。水の管理作業にかかる手間と時間を大幅に削減できるのが水管理システムです。

スマートフォンとの連携が可能なシステムでは、給水バルブの開閉や水位設定がいつでも手元でできるように。導入することで水田を見回る手間を減らせる上に、最適な水管理による米の品質向上も望めます。

植物工場

農作物の安定供給を維持するべく、いま数を増やしているのが植物工場です。これは屋内で農作物を生産する工場で、以下のようなメリットがあります。

・生育環境の温度や湿度、照度などを一定に保てる
・気象変動による生育不良を防げる
・常に安定した量の農作物を収穫できる
・病害や虫害の心配がない

近年は太陽光発電を用いた植物工場も登場しており、省エネやSDGsの観点でも注目されています。

続いて、農業にスマート技術を導入することで得られるメリットを5つ解説します。

スマート農業のメリット①│人手不足の対策になる

1970年の日本には約705万人の農業従事者がいましたが、この数は年々減り続け、2020年には136万3,000人になりました。

スマート技術の導入により省力化や業務効率化が叶えば、少ない人口で効率よく農業を行えます。担い手不足に伴う農業の衰退を食い止めるためにも、スマート農業は一役買ってくれるはずです。

出典：農林水産省「令和3年度 食料・農業・農村白書（令和4年5月27日公表）」

スマート農業のメリット②│生産性や品質の向上が期待できる

AIによる最適な収穫タイミングの予測や病害の早期発見ができることは、農作物の品質向上につながります。また、自動機の導入で農作物の世話や収穫の効率を上げることができれば、今より農地を広げることも可能になるでしょう。

このように農作物の品質向上や生産量アップにもスマート技術は役立つのです。

スマート農業のメリット③│農作業のノウハウを見える化できる

農業には熟練の技術や慣れがいるもので、これらを取得するには長い年月が必要です。スマート農業では作業を自動化したり、必要な情報をデータ化して見える化できるため、農業のノウハウを次世代に伝えやすくなります。

後継者不足に悩む農業従事者こそ、早急にスマート農業を取り入れた方がいいのかもしれませんね。

スマート農業のメリット④│農作業や経営の課題解決につながる

最先端の技術の導入による農作業における課題の見える化で、これまで気付かなかった無駄が見つかるケースもあります。

経営改善の一番の近道は、課題を明確にして解決することです。これまでの農作業の「当たり前」を疑い、現状の経営スタイルを見つめ直したい時にもスマート技術は活躍してくれるのではないでしょうか。

スマート農業のメリット⑤│新規参入のハードルが下がる

前述のとおり農業を営むために必要な知識は膨大で、一朝一夕で仕事にできるものではありません。スマート農業では、不足している知識や技術をICTやAIなどで補えるため、これから農業を始めたい人の参入ハードルを下げるのにも役立ちます。

今の若い世代の中には「農業は体に負担がかかる」「汚れる」などネガティブなイメージを持っている人も多いかもしれません。スマート農業が普及すれば、このような価値観が大きく覆る可能性もあるのです。

スマート農業にはいくつかの課題もあります。3つの課題と、それぞれの対策例をまとめました。

スマート農業の課題①│導入コストがかかる

最先端のシステムや設備を導入するには、まとまった費用が必要になります。たとえば、農業用ドローンの値段は50～300万円です。さらに維持費として年に20～30万円 ほどかかります。自動運転農業機械は1,000万円以上することも珍しくなく、とてもポンと出せる金額ではないでしょう。

スマート農業に興味を持ちながらもコスト面で導入に踏み切れない事業者に対し、農林水産省は各種支援を行っています。詳しくは「農業支援サービス 関連施策パンフレット」をご覧ください。

スマート農業の課題②│ITインフラの整備が必要

ICTやAIを駆使したシステムを活用するには、ネットワーク環境が必要になります。しかし、日本にはまだまだITインフラの整備が進んでいない地域も多く、田舎でその傾向は顕著です。

最先端技術にどれだけ興味があっても、ITインフラが整っていなければ導入は難しくなります。この課題に関しては、環境整備を待つしかないと言えそうです。

スマート農業の課題③│技術を使いこなす難易度が高い

農業従事者の多くは高齢者です。農林水産省が2020年に行った調査によると、65歳以上の農業従事者が全体の70％以上を占めました。

新しい技術を一から学び、使いこなせるレベルまで習得するのは誰にとっても大変なことです。年齢を重ねていればいるほど、その難易度は高くなるでしょう。

なお、近年はスマート農業に関わる作業を業務委託の形で請け負う事業者も登場しています。自分でスマート技術を使いこなすのは難しいと感じるなら、一部の業務だけ外部に委託して対処する方法も検討してみてはいかがでしょうか。

出典：農林水産省「令和3年度 食料・農業・農村白書（令和4年5月27日公表）」

農業の現場における人手不足は深刻です。ヤンマーでは農業の労働力不足の解消や農業従事者の体にかかる負担の軽減、そして農作業の省力化・効率化のためにできることを常に考え、実践してきました。最後に、ヤンマーが取り組んできたスマート農業関連の事例を2つ紹介します。

また、持続可能な農業を目指すヤンマーのスマート農業関連事業については、以下の特設ページをご覧ください。

ヤンマースマート農業　特設ページ

事例｜①研究者・農家・技術者が挑戦したロボットトラクターの開発

ヤンマーでは2018年10月に自動運転トラクターを販売開始しています。開発にあたっては北海道大学大学院 農学研究院の教授を務める野口氏と、畑作農家の三浦氏にご協力いただきながら、「農業の現場に求められているロボットトラクター」とは何かを突き詰めました。

もっとも大きな課題だった安全性をどう確保したのか。ヤンマーの開発者がハッとした農業従事者からのアイデアとは、どのようなものだったのか。

・自動運転トラクター開発中に見えてきた課題と解決までの軌跡
・市販化に至った当時の想い
・これからの農業機械のスマート化におけるテーマ

上記について、三者が語ったインタビューの記録は以下よりご覧いただけます。

事例｜②高精度の自動運転を実現した「オート田植機」の開発

田植え作業により農家の方々の体にかかる負担は相当なもの。また、より効率的に収穫できるようにするには苗をまっすぐ植える必要があり、これには長年の経験が必要です。どれだけ長く農業に従事してきた方にとっても、田植えは神経を使う作業なのだとか。

ヤンマーが開発した「オート田植機YR8D,A」、その名のとおり田植えを自動で行う機械です。

同機は「誰でも簡単に植え付けできること」を目指して開発されており、田植えの作業効率をぐんと向上させます。

以下の記事では、ヤンマーのオート田植機の導入により農業のスマート化を叶えた農業法人、アジチファームさまにインタビュー。オート田植機が農業の現場における担い手不足の解消に役立つ理由も紹介しています。

農業の人手不足の解消や作業効率の向上、農作物の生産量アップなど、さまざまな効果をもたらす仕組みとして注目されているスマート農業。注目され始めた10数年前から、市場規模は右肩上がりに拡大中です。

ICTやAIが農業とどう組み合わさるのか想像できない人も多いでしょう。しかし、すでにスマート農業に取り組んでいる現場では、農業用ドローンや生産管理システム、自動運転農業機械などが活躍しています。

メリットが多いスマート農業ですが、導入コストやインフラ整備の面に課題があるのも事実です。課題を把握した上でそれでも導入の価値があると思うなら、手の届く範囲から農業のスマート化を進めてみてはいかがでしょうか。

持続可能な未来に向けて、農業のカタチも変わろうとしています。この記事が農業のこれからを考えるきっかけになれば幸いです。