特許 7300416 マルハナバチの管理装置及び栽培施設並びにマルハナバチの管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-21

(45)【発行日】2023-06-29

(54)【発明の名称】マルハナバチの管理装置及び栽培施設並びにマルハナバチの管理方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 47/06 20060101AFI20230622BHJP

【ＦＩ】

A01K47/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020070860

(22)【出願日】2020-04-10

(65)【公開番号】P2021166484

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2022-11-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】田中 徹

(72)【発明者】

【氏名】中島 広志

(72)【発明者】

【氏名】冨貴 丈宏

(72)【発明者】

【氏名】三浦 玄太

(72)【発明者】

【氏名】長幡 逸佳

【審査官】吉原 健太

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０９１６９４１０（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３５３７１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０２９０１８１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１００７２３５４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０９８２４８３６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－０５４６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２１００６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ １１／００ － ２９／００

Ａ０１Ｋ ３３／００ － ３７／００

Ａ０１Ｋ ４１／００ － ５９／０６

Ａ０１Ｋ ６７／００ － ６７／０４

Ａ０１Ｇ ２／００ － ２／３８

Ａ０１Ｇ ５／００ － ７／０６

Ａ０１Ｇ ９／２８

Ａ０１Ｇ １７／００ － １７／０２

Ａ０１Ｇ １７／１８

Ａ０１Ｇ ２０／００ － ２２／６７

Ａ０１Ｇ ２４／００ － ２４／６０

Ｇ０６Ｔ ７／００ － ７／９０

Ｇ０６Ｖ １０／００ － ４０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像される画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記しきい値に達したと判定した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げる調整部と、
を含むことを特徴とする、マルハナバチの管理装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記調整部は、前記巣門を閉じる蓋を備えることを特徴とする、マルハナバチの管理装置。

【請求項3】

請求項１において、
前記調整部は、前記巣箱を冷却する冷却装置を備えることを特徴とする、マルハナバチの管理装置。

【請求項4】

請求項１～請求項３のいずれか一項において、
前記撮像部で撮像された画像からマルハナバチを識別する昆虫識別部をさらに備え、
マルハナバチは、クロマルハナバチであり、
前記昆虫識別部は、雄バチと働きバチとを色で識別することを特徴とする、マルハナバチの管理装置。

【請求項5】

請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の前記マルハナバチの管理装置を備える前記巣箱が設置された栽培施設であって、
前記栽培施設内で栽培される植物が、苺であることを特徴とする、栽培施設。

【請求項6】

巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像し、
撮像された画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定し、
前記しきい値に達した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げることを特徴とする、マルハナバチの管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、花粉交配用昆虫として用いられるマルハナバチの管理装置及び栽培施設並びにマルハナバチの管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えばイチゴやトマトなどを栽培する施設栽培において、花粉交配用昆虫としてミツバチに代えてマルハナバチを採用することが知られている（特許文献１）。ミツバチは太陽光に含まれる紫外線偏光を感知することにより太陽の位置を認識し、飛翔する方向を決定するため、ハウス栽培や植物工場では紫外光が少なくても飛翔するマルハナバチが有利である。また、マルハナバチは、蜜の出ない花にも飛んで花粉媒介を行うため、トマト、なす、ピーマン、ズッキーニ、マンゴーなどの花粉交配用昆虫として採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－５４６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ミツバチに比べてマルハナバチは活動量が高く、栽培される植物によっては過剰訪花による奇形果が発生する。

【0005】

そこで、本発明は、巣箱から出るマルハナバチの数を適正に管理することで過剰訪花を抑制することができるマルハナバチの管理装置及び栽培施設並びにマルハナバチの管理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

【0007】

［１］本発明に係るマルハナバチの管理装置の一態様は、
巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像される画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定する判定部と、
前記判定部が前記しきい値に達したと判定した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げる調整部と、
を含むことを特徴とする。

【0008】

［２］前記管理装置の一態様において、
前記調整部は、前記巣門を閉じる蓋を備えることができる。

【0009】

［３］前記管理装置の一態様において、
前記調整部は、前記巣箱を冷却する冷却装置を備えることができる。

【0010】

［４］前記管理装置の一態様において、
前記撮像部で撮像された画像からマルハナバチを識別する昆虫識別部をさらに備え、
マルハナバチは、クロマルハナバチであり、
前記昆虫識別部は、雄バチと働きバチとを色で識別することができる。

【0011】

［５］本発明に係る栽培施設の一態様は、
前記マルハナバチの管理装置を備える前記巣箱が設置された栽培施設であって、
前記栽培施設内で栽培される植物が、苺であることを特徴とする。

【0012】

［６］本発明に係るマルハナバチの管理方法の一態様は、
巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像し、
撮像された画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定し、
前記しきい値に達した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るマルハナバチの管理装置及びこれを備えた栽培施設並びにマルハナバチの管理方法によれば、巣箱から出るマルハナバチの数を適正に管理することで過剰訪花を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施形態に係るマルハナバチの管理装置を備えた栽培施設の模式図である。

【図2】本実施形態に係るマルハナバチの管理方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0016】

本発明の一実施形態に係るマルハナバチの管理装置は、巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像される画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定する判定部と、前記判定部が前記しきい値に達したと判定した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げる調整部と、を含むことを特徴とする。

【0017】

本発明の一実施形態に係る栽培施設は、前記マルハナバチの前記管理装置を備える前記巣箱が設置された栽培施設であって、前記栽培施設内で栽培される植物が、苺であることを特徴とする。

【0018】

本発明の一実施形態に係るマルハナバチの管理方法は、巣箱の巣門から出るマルハナバチを撮像し、撮像された画像から前記巣門から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定し、前記しきい値に達した場合に、働きバチが前記巣門から出ることを妨げることを特徴とする。

【0019】

１．施設
図１を用いて本実施形態に係る栽培施設（以下、「施設１０」という）について説明する。図１は本実施形態に係るマルハナバチの管理装置（以下、「管理装置４０」という）を備えた施設１０の模式図である。

【0020】

図１に示すように施設１０は、施設栽培用の建物である。図１では施設１０の縦断面を
示している。施設１０は、管理装置４０を備える巣箱３０が設置される。施設１０内では、栽培植物２０が栽培される。管理装置４０については後述する。

【0021】

施設栽培とは、農産品を施設１０内で栽培することである。施設１０内で栽培される栽培植物２０としては、例えば、苺、トマト等の果菜類を施設内で促成栽培することができる。

【0022】

施設１０は、公知の植物工場、温室及び農業用ハウスを含む。施設１０が植物工場である場合人工光源が導入されるが、花粉交配用昆虫がミツバチであると活動のために紫外光の光源が必要になるのに対し、マルハナバチは紫外光による影響が少ないため、紫外光の光源がなくても活動が可能である。そのため、紫外光による作業員への影響も低減できる。

【0023】

施設１０は、例えば施設１０の長手方向に沿った苗床に植えられた栽培植物２０が間隔をあけて複数並べられる。施設１０内には、花粉交配用昆虫としてマルハナバチが放たれて訪花活動をする。

【0024】

マルハナバチを花粉交配用昆虫に採用する場合は、栽培植物２０の種類に応じて適切な数の働きバチを施設１０内へ出巣することが求められる。栽培植物２０が苺である場合、５０００株（施設面積１５０ｍ^２）に対してマルハナバチは働きバチ１匹～２匹が適当であり、３匹になると奇形果が増える傾向がある。

【0025】

マルハナバチは、クロマルハナバチまたはセイヨウオオマルハナバチのいずれか一方を選択することができる。近年の環境保護の観点において、マルハナバチは在来種のクロマルハナバチであることが好ましい。マルハナバチは、市場で入手可能である。マルハナバチは、働きバチ（雌バチ）だけが花粉交配の活動を行い、雄バチは花粉交配の活動を行わない。したがって、巣箱３０から出て施設１０内を飛翔する働きバチの数を把握することが重要である。

【0026】

巣箱３０は、マルハナバチを収容する本体と、本体に開口する巣門３２と、を有する。巣箱３０内には複数の巣盤を備えてもよい。本実施形態において巣箱３０は、施設１０の内部に設けられているが、施設１０の内部に巣門３２が開口する巣箱３０が施設１０の外側に設置されていてもよい。

【0027】

２．管理装置
図１を用いて管理装置４０について説明する。

【0028】

管理装置４０は、撮像部４２と、判定部４４６を含むコンピュータ４４と、調整部４６と、を含む。コンピュータ４４は、施設１０の外に設置しているが、施設１０の内部に設置してもよい。コンピュータ４４は、撮像部４２から画像データを受信可能であり、調整部４６へ指令を出力可能である。コンピュータ４４は、図示しないディスプレイをさらに備えてもよい。

【0029】

撮像部４２は、巣箱３０の巣門３２から出るマルハナバチを撮像する。撮像部４２は巣門３２から出て移動している状態でもマルハナバチを撮像可能であることが好ましい。巣門３２から出てくるマルハナバチを精度よく撮像するために、巣門３２の開口を小さく設定して少数例えば１匹ずつ出てくるようにしてもよいし、マルハナバチが巣門３２から歩いて出てくるように巣門３２の幅や高さを小さく設定してもよい。

【0030】

撮像部４２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどのラインセンサやエリアセンサであ
ることができる。

【0031】

撮像部４２によって撮像される領域は、巣門３２へのマルハナバチの出入りを判別できる範囲に設定する。巣門３２から出るマルハナバチと、さらには巣門３２へ戻るマルハナバチと、を撮像するためである。撮像部４２は、動画としての画像データをコンピュータ４４へ送信してもよいし、静止画としての画像データをコンピュータ４４へ送信してもよい。

【0032】

コンピュータ４４は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備えることができる。コンピュータ４４は、例えば、昆虫識別部４４２と、計測部４４４と、判定部４４６と、記憶部４４７と、出力部４４８と、を含む。記憶部４４７は、栽培植物２０の種類に対応するマルハナバチの適切な数の上限及び下限をデータベースとして記憶する。

【0033】

昆虫識別部４４２は、撮像部４２で撮像された画像からマルハナバチを識別し、さらに識別されたマルハナバチの中から働きバチを識別する。昆虫識別部４４２は、画像に対して、識別処理の前に、マルハナバチを画像の中から識別しやすくするためにエッジ抽出、二値化などの画像処理を行ってもよい。

【0034】

昆虫識別部４４２におけるマルハナバチの識別は、例えば、画像内に写っている検出体の色、大きさ、形状などに基づいて行うことができる。マルハナバチの識別の基準となる色や大きさなどの基準データは記憶部４４７にあらかじめ記憶され、昆虫識別部４４２はこの基準データに基づいて画像における検出体がマルハナバチか否か識別する。

【0035】

昆虫識別部４４２は、巣門３２から出ていくマルハナバチを識別する。昆虫識別部４４２は、巣門３２へ戻るマルハナバチをさらに識別してもよい。巣箱３０から出るのか巣箱３０に戻るのかを判別することで、施設１０内で活動するマルハナバチの数を計測部４４４で算出することができる。

【0036】

昆虫識別部４４２は、画像におけるマルハナバチとして検出された検出体から働きバチを識別する。雄バチは花粉交配活動を行わないからである。昆虫識別部４４２は、マルハナバチが例えばクロマルハナバチの場合は、雄バチと働きバチとを色に基づいて識別することができる。昆虫識別部４４２は、画像からマルハナバチとして検出された検出体から色情報を取得し、全体に黒い働きバチと全体に黄色い雄バチを色情報に基づいて識別する。色情報には、色相情報、輝度情報などが含まれる。また、例えば、セイヨウオオマルハナバチの場合は、雄バチに比べて働きバチの方が小型であるため、画像における検出体の占める面積に基づいて識別できる。マルハナバチの識別に用いる色情報や面積情報などは、記憶部４４７のデータベースに保存される。

【0037】

計測部４４４は、例えば、昆虫識別部４４２で識別されるマルハナバチについて、巣門３２から出た働きバチの数を計測することができる。計測部４４４は、巣門３２へ戻った働きバチの数を計測してもよい。巣門３２へ戻った働きバチの数を計測することで、施設１０内で活動する働きバチの数を正確に把握できる。

【0038】

判定部４４６は、撮像部４２で撮像される画像から巣門３２から出た働きバチの数がしきい値に達したか否かを判定する。より具体的には、働きバチは昆虫識別部４４２で画像から認識し、働きバチの数は計測部４４４での計測結果と記憶部４４７に保存されたしきい値とを比較して判定部４４６が判定する。しきい値は、栽培植物２０の種類、株数、施設１０の面積等に応じてあらかじめ設定された働きバチの上限数である。しきい値は、働きバチの過剰訪花による栽培植物２０の奇形果の発生を抑制することができる働きバチの数に設定される。

【0039】

出力部４４８は、判定部４４６において計測部４４４の計測結果がしきい値に達したと判定した場合に、調整部４６へ調整指令を出力する。調整指令は、調整部４６の構成に応じて設定される。

【0040】

調整部４６は、判定部４４６がしきい値に達したと判定した場合に、働きバチが巣門３２から出ることを妨げる。調整部４６が巣箱３０から出る働きバチの数を適正に管理することで過剰訪花を抑制することができる。

【0041】

調整部４６は、図１に示すような巣門３２を閉じる蓋を備えることができる。調整部４６は、例えば、エアシリンダによって巣門３２より大きな面積の蓋を巣門３２の前にスライドして巣門３２を塞ぐことができる。蓋によって巣門３２が塞がれることで、施設１０内における働きバチの過剰訪花を抑制することができる。蓋は、扉型であってもよく、例えば、巣門３２を閉じた状態で、巣門３２に戻ってきたマルハナバチを通すことができるように一方向のみ開く扉としてもよい。

【0042】

また、調整部４６の他の例としては、巣箱３０を冷却する冷却装置を備えてもよい。巣箱３０を冷却することによって、マルハナバチの活動を抑え、働きバチが巣門３２から出ることを妨げる。調整部４６は、蓋と冷却装置の両方を備えてもよい。調整部４６は、働きバチが巣門３２から出ることを妨げることができる他の手段を採用してもよい。

【0043】

３．マルハナバチの管理方法
図１及び図２を用いてマルハナバチの管理方法について説明する。図２は、本実施形態に係るマルハナバチの管理方法（以下、「管理方法」という）のフローチャートである。

【0044】

図２に示すように、本実施形態に係る管理方法は、少なくとも撮像工程Ｓ１０と、判定工程Ｓ４０と、調整工程Ｓ５０と、を含み、識別工程Ｓ２０と、計測工程Ｓ３０と、をさらに含むことができる。管理方法は、上述した施設１０及び管理装置４０を用いて行う例について以下説明する。

【0045】

撮像工程Ｓ１０は、撮像部４２によって巣箱３０の巣門３２から出るマルハナバチを撮像する。撮像部４２によって撮像されたマルハナバチの画像データは、コンピュータ４４へ送信される。

【0046】

識別工程Ｓ２０は、撮像工程Ｓ１０で撮像された画像から巣門３２から出た働きバチを昆虫識別部４４２が識別する。働きバチを識別することで、施設１０内で花粉交配活動を行う働きバチの数を計測工程Ｓ３０で計測するためである。識別工程Ｓ２０は、巣門３２から出ていく働きバチであるか、巣門３２へ入っていく働きバチであるかを識別してもよい。

【0047】

計測工程Ｓ３０は、識別工程Ｓ２０で識別された働きバチの数を計測部４４４が計測する。働きバチの数は、巣門３２から出てきた働きバチの数である。計測工程Ｓ３０は、巣門３２から出てきた働きバチの数から巣門３２へ入っていった働きバチの数を減じてもよい。

【0048】

判定工程Ｓ４０は、計測工程Ｓ３０で計測された働きバチの数がしきい値に達したか否かをする。判定工程Ｓ４０における判定が「Ｙｅｓ」（しきい値に達した）であれば調整工程Ｓ５０を実行する。判定工程Ｓ４０における判定が「Ｎｏ」（しきい値に達していない）であれば、計測工程Ｓ３０を再び実行する。

【0049】

調整工程Ｓ５０は、計測工程Ｓ３０で計測された働きバチの数がしきい値に達した場合に、働きバチが巣門３２から出ることを調整部４６が妨げるように動作して、管理方法が終了する。調整部４６が蓋を備える場合には、巣門３２を塞ぐように蓋を移動させる。また、調整部４６が冷却装置を備える場合には、巣箱３０を働きバチの活動が低下する温度に冷却する。そして、働きバチが巣門３２へ入って施設１０内の働きバチの数が適切な数を下回った場合には、再び上記管理方法を実行する。

【0050】

上記管理方法によれば、巣箱３０から出るマルハナバチの数を適正に管理することで過剰訪花を抑制することができる。過剰訪花を抑制することで、施設１０内の栽培植物２０が奇形果になることを抑制することができる。

【0051】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0052】

１０…施設、２０…栽培植物、３０…巣箱、３２…巣門、４０…管理装置、４２…撮像部、４４…コンピュータ、４４２…昆虫識別部、４４４…計測部、４４６…判定部、４４７…記憶部、４４８…出力部、４６…調整部

【図1】

【図2】