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情報通信

IoT、AI、ロボティクス技術を活用したスマートエコ・DX研究

市浦研究室
市浦 茂 准教授
所属
山形大学 工学部システム創成工学科/大学院 理工学研究科 数理情報システム専攻
研究分野
知能ロボティクス
キーワード
畜産、農業、看護、教育

食料はすべての人の生活を支える基盤であり、気候変動が深刻化する現在、環境に配慮した持続可能な生産体制の構築は急務です。私たちの研究室では、地域に眠る多様な資源や人材を最大限に活かすため、農業・畜産の現場をデジタル技術で革新する「スマート農業」に取り組んでいます。IoT、ロボット、AI(機械学習・深層学習)を融合し、現場で本当に使える技術の開発を進めています。

技術を活かすためには、対象を深く理解することが欠かせません。土壌の特性、家畜の行動、作業の本質、人の心理など、多角的な視点を基盤にデジタル化と最適化を行うことで、地域の持続的発展につながる解決策を生み出しています。

国内外の研究者や企業と連携し、実社会で役立つ成果を生み出すこと。そして未来を担う若い世代が、地域の課題を技術で解決できる力を育むことが、私たちの使命です。

持続可能な食と地域の未来のために、皆さまの温かいご支援を心よりお願い申し上げます。


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市浦研究室
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研究内容

研究者への寄付で得られる社会的効果と寄付頂いた方へのメリット

私たちの研究室は、常に最新テクノロジーを継続的に探索し、それらを実際の現場で活用できる形にまで磨き上げ、地域産業・国内外の企業へ知見として還元しています。少子高齢化や労働力不足、気候変動による食料不安は、もはや日本だけでなく世界共通の課題です。自動化・省力化技術の研究を加速し、農業・畜産生産への気象影響を最小化する技術を生み出すことは、未来の食料安全保障の要となります。

同時に、地域資源を循環させ、持続的な社会を築くためには、データを軸とした新しい情報プラットフォームが欠かせません。こうした技術を開発し社会に還元することは、地域と深く結びつく地方大学だからこそ果たせる重要な使命だと考えています。

さらに、未来を担う学生たちが最新技術に触れ、ハードからソフトまで扱える創造性豊かな人材へ成長するためには、機材整備や学習環境の充実も不可欠です。低コスト・高性能の研究環境を整え、DIY精神を持って技術を創り出せる学生を育成することで、地域社会に貢献できる人材輩出を目指しています。また、国際社会で活躍できる学生を育てるため、海外研究者・大学との連携や渡航研修の支援も大きな力となります。

いただいたご寄付は、社会課題の解決につながる研究開発の推進と、次世代の国際的な技術人材の育成へと、確実に活用されます。地域の未来、日本の未来、そして世界の持続可能な発展に貢献する大きな一歩となります。

ご寄付をいただいた皆さまには、研究活動を身近に感じていただける多様なメリットをご提供しています。
まず、研究室が日々追いかけている最新の技術動向や研究成果をわかりやすく紹介し、社会実装に向けた知見や国内外の最先端事例を共有いたします。これは、未来の技術トレンドを先取りできる大きな価値となります。

また、地域や企業の皆さまが抱える課題に対して、AI・IoT・ロボティクスなどを活用した技術的な助言や検証支援を行い、実務レベルでの問題解決のお手伝いも可能です。

さらに、研究室メンバーとの交流の中で、学生たちの創意工夫や研究の熱量を感じていただくことで、企業様にとっては次世代の技術者・研究者との接点にもなります。もしリクルート活動の一環としてご希望があれば、研究室の学生向けに企業紹介の場を設けることも可能であり、未来を担う人材との新たな関係づくりを支援します。

このように、ご寄付は研究の推進だけでなく、寄付者の皆さまにとっても、最新知見の獲得・技術連携・人材交流といった多面的な価値として還元されます。

皆さまの温かいご支援を心よりお願い申し上げます。

研究内容

1.持続可能な食と地域づくりを支える「スマート農業・スマート畜産」研究

農業・畜産の現場における労働力不足や気候変動に対応するため、
AI・IoT・ロボティクス・GIS(地理情報)を融合した技術開発を推進しています。

衛星画像 ×AIによる農地(果樹、畑、水稲)の面積推定

ドローン・画像解析による果樹・農地デジタル化

鶏の脱羽面積計測AI/羽脱落程度スコア化AI/突き損傷度評価AI

家畜(鶏・豚等)向けIoTセンシング・行動解析

田植え機、コンバインなどの複数台の自動スケジューリングアルゴリズム

センサー×AIによる環境データ解析(温度・湿度・照度・紫外線 etc.)

これらの研究内容は、「現場で本当に役立つAI」を追求することが特徴です。

2. 省力化・自動化を支えるハードウェア×ソフトウェア融合研究

現場の課題解決には、ソフトだけでなくハードウェア開発も不可欠です。
当研究室では、大学では珍しいレベルで、電子回路設計・組込み・自作デバイス開発を実施しています。

Raspberry Pi Zero/Arduino を使った省電力IoTデバイス

家畜向け薄型IoTタグ(PV給電・柔軟回路を含む)

USB HID(マウスエミュレーション)デバイス開発

農場向け音響・画像センサーノード

地域向け低コストIoT基盤(DIYで構築)

ソフトウェアは Python・PyTorch・YOLO・ViT などを活用し、
ハードと組み合わせた “現場ナイズされたAIシステム” を構築します。

3. AI・データサイエンスの応用研究

農業だけでなく、看護・人間行動・地域課題など幅広い領域を対象とした
“社会とつながるAI研究”を展開しています。

Deep Learning を使った画像解析・時系列解析

RAG型チャットボット(Ollama / GPT / LangChain)構築

医療・福祉領域での行動推定・心理特性理解AI

教育向けAI教材開発(株価予測AI、物体検出AI等)

企業・自治体向けAI導入支援

学際領域×AIが研究室の大きな強みです。

4. デジタル地域づくり・情報基盤構築

地域に存在する豊富な資源をデジタル化し、
地域全体を「情報でつなぐ」仕組みの構築をめざします。

農地情報の可視化・GISレイヤー化

地域データ統合プラットフォーム

企業・自治体と連携したデータ活用プロジェクト

衛星データ × AI による地域産業支援

“データを地域の資源として循環させる”ことが中心思想です。

5. 国際的に通用する技術人材育成

研究と連動した教育プログラムを多数展開し、
学生が 「自ら創る技術者」へ成長する環境を整えています。

AI実践演習(物体検出AI、時系列AI、RAGシステム開発)

GitHub Classroom を使った体系的プログラミング教育

ハード×ソフトの実装教育(DIYデバイス、回路、IoT)

海外大学・研究機関との連携、国際共同研究

企業連携によるインターン・共同研究の拡大

総括:この研究室が実現する未来

人手不足に強い農業・畜産

気候変動下でも安定する食料生産

地域データの循環による持続的な地域づくり

現場で活躍するAI・ロボット技術の創出

国際社会で活躍する次世代人材の育成

「地域から世界へ、技術で社会を変える」
これが、本研究室の根幹となるミッションです。