【文献】
神成 淳司 ほか,AI(Agri-Informatics)に基づく学習支援システムの研究開発,人工知能,日本,人工知能学会,2015年 3月31日,30巻,2号,第174頁‐第181頁,[Online],URL,https://jsai.ixsq.nii.ac.jp/ej/?action=pages_view_main&active_action=repository_view_main_item_detail&item_id=1853&item_no=1&page_id=13&block_id=23
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、テーブル取得部と、
前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、評価値計算部と、
計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、優先順位設定部と、
前記特定の農産物の成果を特定する第1のデータと、前記特定の農産物の生産者の各農作業についての評価を特定する第2のデータとを、外部から取得し、取得した前記第1のデータ及び前記第2のデータに基づいて、前記特定の農産物の成果と前記特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた前記相関係数に基づいて、前記相関係数の高い農作業程、前記テーブルにおける前記影響度の値が高くなるように、前記影響度の値を更新する、テーブル更新部と、
を備えている、ことを特徴とする形式知化支援装置。
前記評価値計算部が、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
請求項1に記載の形式知化支援装置。
前記(b)のステップにおいて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
請求項4に記載の形式知化支援方法。
前記(b)のステップにおいて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
請求項7に記載のプログラム。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、より良い品質で、多くの収量を達成するためには、書籍の内容だけでは不十分であり、生産者は、個人の経験からノウハウを取得し、取得したノウハウを組み合わせて各種農作業を行なう必要がある。また、農作業に必要なノウハウは、地域によって異なることもある。このため、農業の更なる発展のためには、各種農産物について、更に多くのノウハウを抽出し、抽出したノウハウを誰もが利用できる資料に変換していく必要がある。
【0006】
しかしながら、農作業の種類は、農産物別、地域別に非常に多いことから、未だ資料に変換されていないノウハウの数は膨大であると考えられる。また、全てのノウハウを一度に資料化することは困難であることから、重要なノウハウから順に資料化すべきであるが、熟練者であっても各ノウハウに優先順位を付けることは困難である。
【0007】
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定し得る、形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の一側面における形式知化支援装置は、
特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、テーブル取得部と、
前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、評価値計算部と、
計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、優先順位設定部と、
を備えている、ことを特徴とする。
【0009】
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における形式知化支援方法は、
(a)特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
(b)前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
(c)計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする。
【0010】
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、
コンピュータに、
(a)特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
(b)前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
(c)計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
以上のように、本発明によれば、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態における、形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びプログラムについて、
図1〜
図6を参照しながら説明する。
【0014】
[装置構成]
最初に、本実施の形態における形式知化支援装置の概略構成について
図1を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の概略構成を示すブロック図である。
【0015】
図1に示す本実施の形態における形式知化支援装置100は、農作業におけるノウハウの形式知化を支援するための装置である。
図1に示すように、形式知化支援装置100は、テーブル取得部10と、評価値計算部20と、優先順位設定部30とを備えている。
【0016】
テーブル取得部10は、農作業テーブルを取得する。農作業テーブルは、特定の農産物についての農作業毎に、各農作業が成果に与える影響を示す影響度、各農作業に必要となる技能のタイプ、及び各農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定している。
【0017】
評価値計算部20は、取得された農作業テーブルを用いて、農作業毎に、影響度、技能のタイプ(技能タイプ)、及び作業者のレベル(作業者レベル)それぞれの値に基づいて、評価値を計算する。優先順位設定部30は、計算された評価値に基づいて、農作業それぞれに優先順位を設定する。
【0018】
このように、本実施の形態では、膨大な数の農作業が存在する場合において、各農作業に対して合理的な評価値が計算される。従って、本実施の形態によれば、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができ、形式知化を促進することができる。
【0019】
続いて、
図2及び
図3を用いて、本実施の形態における形式知化支援装置100の構成を更に具体的に説明する。
図2は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の具体的構成を示すブロック図である。
図3は、本発明の実施の形態で用いられる農作業テーブルの一例を示す図である。
【0020】
図2に示すように、本実施の形態では、形式知化支援装置100は、ネットワークを介して、データベース200、及び管理者の端末装置300に接続されている。農作業テーブル201は、データベース200に格納されている。従って、本実施の形態では、テーブル取得部10は、データベース200にアクセスして、農作業テーブル201を取得する。
【0021】
図3に示すように、農作業テーブル201は、特定の農産物についての農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれを数値で規定している。また、
図3の例では、特定の農作物がミカンである場合の農作業テーブルが示されている。また、農作業として、灌水、摘果、剪定のみが例示されているが、農作業がこれらに限定されることはない。
【0022】
また、本実施の形態において、影響度は、1〜10の範囲で設定されている。技能タイプは、タイプ毎に付与された数値で設定されている。また、作業者レベルは、作業者の種類毎に付与された数値で設定されている。更に、農作業テーブルにおいて、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれの値は、管理者、専門家等によって、実績及び経験に基づいて設定される。加えて、農作業テーブルは、特定の地域毎に、農産物それぞれについて作成されていても良い。
【0023】
また、本実施の形態では、評価値計算部20は、農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、評価値を計算することができる。ここで、影響度、技能タイプ、及び作業者レベル、それぞれの値をa、b、cとし、それぞれに設定された重みをw1、w2、w3とすると、評価値は下記の数1によって算出される。
【0024】
(数1)
評価値=a×w1+b×w2+c×w3
【0025】
また、優先順位設定部30は、評価値に基づいて、農作業の優先順位を決定した後、本実施の形態では、優先順位と各農作業の評価値とを特定するデータを、管理者の端末装置300に送信する。端末装置300は、データを受信すると、受信したデータによって特定される各農作業行の優先順位と評価値とを表示画面に表示する。これにより、管理者は、形式知化の優先度の高い農作業を確認することができる。
【0026】
また、
図2に示すように、本実施の形態では、形式知化支援装置100は、テーブル取得部10、評価値計算部20、及び優先順位設定部30に加えて、テーブル更新部40を備えている。
【0027】
テーブル更新部40は、まず、成果データ202及び評価データ203を取得する。成果データは、農産物の成果を特定するデータであり、評価データは、農産物の生産者の各農作業についての評価を特定するデータである。本実施の形態では、成果データ202及び評価データ203は、生産者毎に、データベース200に格納されている。
【0028】
成果データ202は、具体的には、農産物の単位面積当りの収穫量、農産物の品質(糖度、サイズ等)、農産物の評価点(糖度、酸度、サイズ、外観(色づき、傷の有無)等から計算される値)等を含むデータである。成果データは、これらの数値のうちの1種のみを含んでいても良いし、2種以上の数値を含んでいても良い。
【0029】
更に、成果データ202は、評価点と単位面積当りの収穫量との乗算値、評価点と出荷量との乗算値等を含んでいても良い。また、評価点の具体例としては、ミカンの場合を例に挙げると、全国農業共同組合連合会(JA)が定める計算方式によって算出される評価点が挙げられる。なお、通常、ミカンの評価点は、専用の選果機によって算出される。
【0030】
また、評価データ203は、具体的には、全国農業共同組合連合会の農道指導員又は篤農家等によって、対象となる生産者の農作業に対して与えられた評価を数値で表すデータである。数値は、例えば、20〜100の範囲で、予め設定された基準に基づいて設定される。
【0031】
テーブル更新部40は、取得した成果データ202及び評価データ203に基づいて、特定の農産物の成果と特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた相関係数に基づいて、農作業テーブルにおける影響度の数値を更新する。
【0032】
具体的には、テーブル更新部40は、農作業毎に、各生産者における成果データ202と評価データ203とを特定する(
図4参照)。そして、テーブル更新部40は、農作業毎に、特定した成果データの標準偏差と、評価データの標準偏差とを求め、更に、成果データと評価データとの共分散を求める。その後、テーブル更新部40は、農作業毎に、求めた2つの標準偏差と共分散とを下記の(数2)に適用して、相関係数を算出する。
【0033】
(数2)
相関係数=共分散÷(評価データの標準偏差×成果データの標準偏差)
【0034】
ここで、計算結果について
図4を用いて示す。
図4(a)は、本発明の実施の形態で用いられる、特定の農作業についての生産者毎の成果データ及び評価データの一例を示す図であり、
図4(b)は、本発明の実施の形態で計算された農作業毎の相関係数の一例を示す図である。
【0035】
テーブル更新部40は、農作業1については、
図4(a)に示す成果データ202と評価データ203とを特定する。そして、テーブル更新部40は、
図4(b)に示すように、農作業1〜4それぞれ毎に、相関係数を算出する。
【0036】
そして、相関係数の高い農作業程、「その農作業がうまくできた場合に、収穫量が多くなり、更に、品質が良くなる」と考えられる。従って、各農作業の相関係数を比較することで、成果に対して影響度の高い農作業の特定が可能となる。
【0037】
従って、テーブル更新部40は、算出した相関係数を用いて、農作業テーブルの各農作業における影響度の値を更新する。具体的には、テーブル更新部40は、例えば、
図4(b)に示された相関係数に10を乗算し、得られた乗算値で農作業テーブルの影響度を置き換える。
【0038】
また、テーブル更新部40は、品種の近い複数の農産物の農作業毎の相関係数を用いて、各農作業について相関係数の平均値を求め、求めた平均値を用いて、農作業テーブルの各農作業の影響度の値を更新することもできる。なお、品種の近い複数の農産物の例としては、例えば、ミカンであるならば、「温州」(そのうち「宮川早生」と「小原紅早生」等)、「中晩柑」といた品種が挙げられる。
【0039】
[装置動作]
次に、本実施の形態における形式知化支援装置100の動作について説明する。以下の説明においては、適宜
図1を参酌する。また、本実施の形態では、形式知化支援装置100を動作させることによって、形式知化支援方法が実施される。よって、本実施の形態における形式知化支援方法の説明は、以下の形式知化支援装置100の動作説明に代える。
【0040】
最初に、形式知化支援装置100によって評価値を計算する際の動作について説明する。
図5は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業毎の評価値を計算する際の動作を示すフロー図である。
【0041】
図5に示すように、最初に、テーブル取得部10は、データベース200にアクセスして、特定の農作物についての農作業テーブル201を取得する(ステップA1)。
【0042】
次に、評価値計算部20は、ステップA1で取得した農作業テーブル201を用いて、農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルの値を特定し、特定した各値から評価値を計算する(ステップA2)。具体的には、評価値計算部20は、各値と重みとを上述の数1に代入して、評価値を計算する。
【0043】
次に、優先順位設定部30は、ステップA2で計算された評価値に基づいて、農作業テーブルに示されている各農作業の優先順位を設定する(ステップA3)。具体的には、優先順位設定部30は、評価値の高い農作業から順に順位を決定する。
【0044】
次に、優先順位設定部30は、ステップA3で決定された優先順位とステップA2で計算された評価値とを特定するデータを生成し、生成したデータを、端末装置300に送信する。(ステップA4)。これにより、管理者は、端末装置300の画面上で、形式知化の優先度の高い農作業を確認することができる。
【0045】
続いて、形式知化支援装置100によって農作業テーブルを更新する際の動作について説明する。
図6は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業テーブルを更新する際の動作を示すフロー図である。
【0046】
図6に示すように、最初に、テーブル更新部40は、データベース200にアクセスして、成果データ202と評価データ203とを取得する(ステップB1)。
【0047】
次に、テーブル更新部40は、ステップB1で取得した成果データ202及び評価データ203に基づいて、特定の農産物の成果と特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を算出する(ステップB2)。具体的には、ステップB2では、テーブル更新部40は、上述の数2を用いて、特定の農産物について、農作業毎に相関係数を算出する。
【0048】
次に、テーブル更新部40は、ステップB2で算出した相関係数に基づいて、特定の農産物の農作業テーブルにおける影響度の値を更新する(ステップB3)。これにより、農作業テーブル201の最適化が図られることになる。
【0049】
[実施の形態における効果]
以上のように、本実施の形態によれば、農産物毎に、各農作業について評価値が計算されるので、農産物の農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができ、形式知化を促進することができる。また、本実施の形態では、評価値の計算の元になる農作業テーブルは、実績及び評価に応じて更新されるので、計算される評価値が最適化され、その信頼性が高まることとなる。
【0050】
[プログラム]
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、
図5に示すステップA1〜A4を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における形式知化支援装置100と形式知化支援方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのCPU(Central Processing Unit)は、テーブル取得部10、評価値計算部20、優先順位設定部30、及びテーブル更新部40として機能し、処理を行なう。
【0051】
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、テーブル取得部10、評価値計算部20、優先順位設定部30、及びテーブル更新部40のいずれかとして機能しても良い。
【0052】
ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、形式知化支援装置100を実現するコンピュータについて
図7を用いて説明する。
図7は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【0053】
図7に示すように、コンピュータ110は、CPU111と、メインメモリ112と、記憶装置113と、入力インターフェイス114と、表示コントローラ115と、データリーダ/ライタ116と、通信インターフェイス117とを備える。これらの各部は、バス121を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【0054】
CPU111は、記憶装置113に格納された、本実施の形態におけるプログラム(コード)をメインメモリ112に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ112は、典型的には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体120に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス117を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
【0055】
また、記憶装置113の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス114は、CPU111と、キーボード及びマウスといった入力機器118との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ115は、ディスプレイ装置119と接続され、ディスプレイ装置119での表示を制御する。
【0056】
データリーダ/ライタ116は、CPU111と記録媒体120との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体120からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ110における処理結果の記録媒体120への書き込みを実行する。通信インターフェイス117は、CPU111と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
【0057】
また、記録媒体120の具体例としては、CF(Compact Flash(登録商標))及びSD(Secure Digital)等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク(Flexible Disk)等の磁気記録媒体、又はCD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)などの光学記録媒体が挙げられる。
【0058】
なお、本実施の形態における形式知化支援装置100は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、形式知化支援装置100は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。