シャープや東芝等、5Gでロボットトラクターの自動運転・遠隔操作、高精細映像の伝送、ドローン、分散アンテナを放牧地管理で活用実験
実験の具体的な内容は、「ローカル5Gを介した無人ロボットトラクターの遠隔操作による、軽種馬用放牧地の管理作業の省人化に向けた課題実証」、および「広大な放牧地での分散アンテナによるローカル5Gエリアの柔軟な構築に向けた技術実証」から構成される。自動運転トラクターやその遠隔操作、ドローン、ローカル5G、高精細映像、分散アンテナなどの実用性を確認した。
シャープ株式会社、有限会社ビッグレッドファーム、北海道新冠町、東芝インフラシステムズ株式会社、エクシオグループ株式会社、株式会社調和技研、ヤンマーアグリ株式会社、名古屋テレビ放送株式会社、株式会社道銀地域総合研究所の9者は、2022年8月に採択を受けた総務省の開発実証事業として、同年11月から2023年2月の約3カ月にわたり、ビッグレッドファーム明和（北海道新冠郡新冠町）にてローカル5Gを活用した放牧地管理の実証実験を行なった。
●ローカル5Gを介した無人ロボットトラクターの遠隔操作による、軽種馬用放牧地の管理作業の省人化に向けた課題実証
軽種馬の育成、体調管理においては、安全かつ適切な運動・摂食が可能な放牧地の管理が重要。春から秋にかけては牧草の生育が著しく、猛暑など過酷な天候下にあっても毎日のようにトラクターによる草刈り作業が必要となる。また、冬季には降雪のたびに除雪を行う必要があることから、年間を通じて長時間労働の要因となっている。
ローカル5Gと遠隔操作で、無人トラクターを使って草刈りする様子
この実証実験では、予め設定したルートを自動で走行するロボットトラクターに4Kカメラを搭載し、その作業領域の様子を高精細映像としてローカル5Gで伝送。基地局設備を搭載した自動車内で受信・確認するシステムを構築しました。これにより、トラクターに乗車することなく放牧地の草刈りや除雪が可能。また、ロボットトラクターに制御信号も伝送することから、緊急停止や再発進の遠隔操作も可能となった。
除雪作業の様子
さらに、牧草の生育が芳しくないエリアを作業対象から除外するなど、より効率的な草刈りを実現するため、ドローンとAIを用いたロボットトラクターの操作の検証も実施。作業前にドローンで撮影した放牧地の状況をもとに、AI解析により最適な作業経路を設計し、トラクターに伝送することで、より精度の高い作業の実現を検証している。
これらにより、牧草地管理作業の省人化と、牧場経営の効率化が期待できる。
ロボットトラクターによる放牧地管理作業の構成
●広大な放牧地での分散アンテナによるローカル5Gエリアの柔軟な構築に向けた技術実証
実証実験が行われた場所は、建造物などがほとんどない広大な放牧地。電波の反射が起きにくい環境といえる。一方、ローカル5Gの電波は直進性が高い高周波数であることから、このような場所に障害物が現れると、電波が遮断されてしまい、映像伝送における映像瞬断の発生等が想定される。
その対策として、この実証実験では、一つのアンテナとの通信が遮断されても、別のアンテナが通信を維持する分散アンテナシステム（DAS: Distributed Antenna System）を採用。広大かつ反射物の少ない環境でも安定したローカル5G通信を構築できることを検証した。
分散アンテナシステムによるローカル5Gエリア構築（放牧地に加え、調教用坂路にも設置。可搬型基地局の移動で両エリアの通信制御に対応）
また、可搬型の基地局設備を必要に応じ移動して運用できることから、より低いコストで柔軟に複数のローカル5Gエリアを構築できることも検証している。
本実証実験での通信システム構成図
●今後の展開
今後、参加各者は、本実証実験での技術蓄積をもとに、広大な農用地や牧草地での効率的なローカル5Gエリア構築による作業の省人化や、高精細映像伝送を用いた顧客ニーズへの対応などを図っていく。また、他分野への展開も積極的に進め、ローカル5Gによる地域産業の発展に貢献したい考えだ。
●各者の役割（担当分野）
シャープ（代表研究者）：
全体取り纏め、ローカル5G関連設備・システム検討、技術開発、評価、他地域への横展開
ビッグレッドファーム：
実証場所の提供、実施作業の技術支援・評価
北海道新冠町：
普及施策、他事業・施策との連動展開
東芝インフラシステムズ：
分散アンテナに関するシステム・エリア構築支援
エクシオグループ：
ケーブル等設置、実証測定、報告書作成
調和技研：
ドローンカメラとAIを用いた画像認識・経路最適化機能の開発
ヤンマーアグリ：
ロボットトラクターの自走制御システム開発、放牧地走行テスト実施
名古屋テレビ放送：
実証実験記録、映像作成
道銀地域総合研究所：
課題実証における横展開案の検討、道内横展開検討委員会の運営
