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 ね、カメラちゃん、何を見てるの? (2206) - 田んぼでAiを試してみた。

このプロジェクトは、南小国町地域おこし協力隊により取り発足しました。

¨¨ チーム ¨¨

今回は地域パートナー:「アップルミント」の梅木正一さんと、
熊本県のIoT専門社「株式会社システムフォレスト」の姥田さんとを中心にプロジェクトチームを勤めていきます。

稲刈りをしている男の人
梅木さん、田んぼ刈りを説明します。(手動版)
システムフォレスト姥田さん、現地調整に来られたとき
(バッテリー交換などに参加して頂きました)

¨¨ 目的 ¨¨

南小国町の課題を考えたときは:

  • 田んぼに手を加える人が減ってる

  • 田んぼが空き地になり、誰かに任せたい

  • 梅木さんに声をかけ、山奥だけど、米作ってくれないか・

この全日本で起こっている農園の続き問題、人手が足りてない、あき田んぼはボウボウで悲しい状態。
梅木さんはできる限り、その山奥にあるあの田んぼにも手を付けたいわけ。
じゃ、やろうと。
けれども、稲を植えて、毎日水が足りてるか(入っているか?)逆に、水が多いのではないかを見にいきます。
山道で、軽トラに乗って、往復1時間半かかります。

そこ!
リモートで水量、水位が分かれば、毎日何時間も稼げれるのではないか!
と:目的:遠隔で水田の水を監視したいです!

¨¨ 機材 ¨¨

目的は、機材を出来るだけ少なくすること・便利に安定したシステムを作ること。
今回は機材として、気になっていたパナソニック開発の
   Aiカメラ「ビューレカ」

ビューレカAiカメラのレンズが見えます、ネットワーク・ドングルついています。
ビューレカ:現場設置状況

ビューレカとサーバーと繋げて、田んぼである水の水位を図ることを目的として考えています。
また、カメラが見てる田んぼの写真をデータ化させて、「ライン」などでお知らせを送ってもらうことも作りたい希望です。

¨¨ 電波 ¨¨

> 電波を引っ張ることはやはり田舎だとなかなか難しかったりします。
今回のセットアップはSORACOMのサーバーにデータを飛ばす方法に決まってありました。
> Aiカメラの「ビューレカ」にはネットワーク・ドングルを指すことも可能でした。SIMカードを入れて、楽々で電波に繋がりました。SORACOMの仕組みはシステム・フォレスト様に組んでいただき、共同でデータを見ることにしていました。
> Vieurekaの起動状態、カメラにモニターが無いためプレヴューなどはWEBリンクで確認ができます:

Vieurekaカメラのプレビューサイト・
こちらが稲の苗を田んぼで育ちながら、カメラの学習画像を収集しています。

¨¨ 電気 ¨¨


カメラを(110Vアダプター)バッテリーだけで立ち上がりますか?

近くに建物があって、電子柱もありますが:
> 電源を取ることは許可なり、契約や工事が必要となる。❌
> 今回は現場を街中で試しても、山奥では電気が届かない場所も多くと想定し、
独立システムを選びます。
今回はAiカメラの使用にあったて、カメラの用量を調べて、ソーラーパネルとバッテリーを組んで、発電を含んだソリューションとなります。

電源問題、バッテリーで貯める分は足りるかしら?

¨¨ 現場・準備§導入 ¨¨

田んぼを貸していただく、梅木さんと打ち合わせながら、カメラの置く位置、期間を決めます。(変更有り前提で梅木さんの協力に助けてもらいます。)

元々のセットアップは箱をふくめていましたが、
カバーのプラの部分は反射していて、撮影したデータは学習画像に成りません。


202202-04
>カメラは準備ができて、ソーラーパネル、バッテリーも揃っています。
>場所とカメラの角度と向きは姥田さんと決めて、設置し、状況を監視していきます。また状況を変えたり、撮影方法を少しずつ絞っていきます。
>梅木さんが特別にこの冬の間に田んぼに水を入れていただきました:普段からしませんが、冬の間、田んぼを濡らして米を育つ方法の一つであるらしいです。


202205
>田んぼの使用にあたって、田んぼの準備に入ります。
今年は梅木さんが種植えの後に田んぼに稲を育てることに決めて、暫くは水の加減を厳しく見ていただきました。

梅木さんが管理されている田んぼを実験に使用させてもらっています。


202206-08

>田植えの後にはまたカメラで撮ることに集中し、稲の管理にも関わってきますので、カメラの場所を変更したり、角度を直したりします。
>カメラのメンテ、掃除、周りの草取りを頻繁に行います。
>バッテリーのフォローも必要です:雨の日が続いたら、やはり落ちてしまいます。
>カメラで撮った画像の分析とカメラのプログラミングの始まり。
大量の写真データの中から何枚かを決めて、この写真の情報をカメラに伝える、「水です><水ではないです」のことを教える。
カメラは赤ちゃんみたいに世界のことは知らない、水って何かもわからない。学習によって覚えたことを使用し、自分が撮った写真が水でああるかどうかを判断します。

田んぼを植えてることもAiカメラが監視しています。
稲が立つ田んぼ
稲が伸びてくる様子もカメラで確認できています、
その分は水が見えなくなるので、カメラの場所・角度をまた変更します


202209-10

>カメラの最後の調整、台風も乗り越えて、稲刈りの時期まで使用。
バッテリーで大変に不具合・電量が足りないこともありましたが、台風の中でも頑張ってもらったシステム、お疲れ様でした。
>稲刈りを終えて、カメラの使用を考え直します。
(冬の場では田んぼに使用できません、春先に別のことを監視して、別のデータ分析に使用することを検討中)
>折角水のことを判断するプログラムができたので、別の水体にでも使用可能化の試し。

ビューレカと街中でいろんな水体を回って撮影しました。

¨¨ メンテ・システム開発 ¨¨

カメラに水位を測ってもらうように、プログラムもゼロから組み立てる必要がありました:プログラマーさんに任せていました。

また、学習画像(カメラが色んな例で水のことを覚えていくのに必要)の整理にかかる作業もあって非常に時間がかかる作業です。

また、カメラに水を教えることはとてもレベルが高くて、人間の目は比べものになりません!(人間の体ってすごいですね!)
反射するところ、多い・少ない時の、光を透き通す具合、いろんな形を取る水さん。
自然の大事な物の一つのことを、全て、地球のことについて何も知らないエーリアンに説明をしてみた感じがしますね。

SORACOM Lagoon ダッシュボードの画面(カメラが使用する写真とその反応画像)

¨¨ 予算感 ¨¨

どの部分でも、チームの皆さんにも、初めてのプロジェクトでありました。
大変協力を頂きました。
> 機材の費用(主にカメラ・ソーラーパネル・バッテリー・カメラ脚)
> データ送信代とサーバー利用費(月々かかります)
> カメラに水位を測ってもらうように、プログラムもゼロから組み立てる必要がありました:プログラマーさんの人件費。また、学習画像(カメラが色んな例で水のことを覚えていくので)の整理にあたる人件費もあります。

カメラちゃんに簡単なお家を作ってあげて、
特にバッテリーの防水性・換気を高めるために仕組みを取り入れる

¨¨ 勉強まとめ ¨¨

山奥の田んぼにシステムを組むなら、バッテリーと発電の組み合わせを大事に検討すること:今回は街中でアクセスがシンプルにできて、電池の世話ができましたが、もお外れた場所のであれば、電源のことを見直すべきです。
>機器の電気利用量により。(リモートが目的なら、とにかくノータッチでのシステムが望ましく)

Aiカメラの使用にはまだまだ限りがあります:赤ちゃんとして生まれてくる人間も同じく、学習をした分だけで人生を歩んでいけます。Vieureka(ビューレカ)ちゃんも、こちら開発していただいた「水を読む」モデル(プログラム)では田んぼで決まった天気の加減であれば水であるものを判断できます。その他、水体である写真をフィードして頂きましたが、なかなか読み取りにくい感じです:

↑ Aiカメラのプログラムの難しいところ、
水であるかどうかの判断がまだまだ学習期間はかかります。

こちらはビューレカとのアドベンチャーでした。
今後は南小国町でビューレカをまた色々と監視してもらうことも、お楽しみです。(具体的には畑の実を監視することなどを考えています。)

また南小国町のIoTについては、こちらからどうぞ


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