モモシンクイガ被害果検出システムの開発

大学院総合研究部工学域機械工学系(メカトロニクス工学) 渡邉 寛望、小谷 信司

モモシンクイガという九州以北に生息する蛾は、桃やりんごなどの果実表面に卵を産みつけ、ふ化した幼虫が果実内部に侵入し中心に向かって食害することで知られています。食害を受けた被害果は、商品価値を失います。さらに、桃の主要な輸出先である台湾では、検疫の問題で被害果実が一つでも見つかると、輸出が停止し大きな損害が生じます。モモシンクイガ幼虫の体長はわずか数mm、果実表面にできる食入孔は約0.2mmであり、熟練の検査員がルーペを用いて輸出桃を全数検査していますが、目視検査では見落とす危険性があります。
 
そこで、X線を利用したモモシンクイガ被害果検出システム(写真)の研究開発を行い、実証試験を行っています。装置の右側に果実をセットし検査をスタートすると、中央のX線透過装置に自動的に移動し、装置内部で桃を回転させて複数方向からの透過画像を撮影します。X線透過画像をデジタル画像処理・画像認識の技術を用いて解析し、被害果がなければ(健全果)左方向に移動、被害果であれば右方向に戻る仕組みになっています。画像処理・画像認識の技術だけでなく、大きさが不揃い、かつ、柔らかくて傷がつきやすい桃を、保持して回転させることができるハンドリング技術も研究開発し(メカトロニクス工学科 寺田・石田・牧野)、実装しています。現在は、1個当たりの検査時間は約20秒(人による検査では約60秒)、被害果の検出率は100%を実現しています。さらなる検査時間の短縮と、健全果を被害果と誤って検出する誤検出率の低減を目指して研究を継続しています。
 

 

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2017国際ロボット展に出展中

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修士課程1年の長川航生さんが電気学会 「第23回知能メカトロニクスワークショップ」で 優秀講演賞を受賞

 

参考文献(論文など)

1.小谷信司・鈴木裕: 「X線透過画像による芯食い虫のモモ被害果検出システムの開発」,精密工学会誌,Vol.79,No.11, pp.995-998 (2013)

2.寺田英嗣: 「緩衝シート,緩衝シートの製造方法及び製造装置」,  特許登録第6127340号,2017/04/21

3.牧野浩二、石田和義、鈴木裕、渡邉寛望、小谷信司、寺田英嗣:「モモシンクイガ検出システムにおける被害果の出荷リスク低減に関する検討」、Si2017 2D3-07(2017) (優秀講演賞受賞)

4.長川航生、望月健彦、渡邉寛望、小谷信司:「X線画像解析によるマスタースレーブ型モモシンクイガ被害果検出システムの研究開発」、IMEC2018 2A3-1(2018) (優秀講演賞受賞)

5.Koji Makino, Kazuyoshi Ishida, Hiromi Watanabe, Yutaka Suzuki, Shinji Kotani, Hidetsugu Terada, “Development of a concavo-convex non-woven cloth to reduce shock to fruit”, RO-MAN 2017 (2017), DOI:
10.1109/ROMAN.2017.8172458
 
6.Koji Makino, Kazuyoshi Ishida, Hiromi Watanabe, Yutaka Suzuki, Shinji Kotani, Hidetsugu Terada, “Motion Planning of a Rotation Type Peach Fruit Moth Inspection System”, Mechanisms and Machine Science 59, p.173-180(2018), DOI: 10.1007/978-3-319-98020-1_20
 
7.Kazuyoshi Ishida, Koji Makino, Hiromi Watanabe, Yutaka Suzuki, Shinji Kotani, Hidetsugu Terada, “Development of a Peach Fruit Moth Inspection System”, SICE Annual Conference 2018(2018), DOI:
10.23919/SICE.2018.8492674
 
8.Kazuyoshi Ishida, Koji Makino, Hiromi Watanabe, Yutaka Suzuki, Shinji Kotani, Hidetsugu Terada, “Planning a Development of an Inspection System for Farm Products”, SII2019 (2019), DOI:
10.1109/SII.2019.8700385
 
9.牧野浩二, 石田和義, 渡辺寛望, 鈴木 裕, 小谷信司, 寺田英嗣:「モモシンクイガ検出システムを対象とした被害果の出荷リスク低減に関する検討」, 計測自動制御学会論文誌, 55巻, 第2号, p.110-117(2019), DOI: 10.9746/sicetr.55.110
 
10.渡辺寛望, 鈴木 裕, 牧野浩二, 丹沢 勉, 石田和義, 寺田英嗣, 小谷信司:「X線を利用したモモシンクイガ被害果検査システムの実証試験研究」, 電気学会論文誌C, 139巻, 9号, p.993-1000(2019), DOI: 10.1541/ieejeiss.139.993
 
11.Koji Makino, Kazuyoshi Ishida, Hiromi Watanabe, Yutaka Suzuki, Tsutomu Tanzawa, Shinji Kotani, Hidetsugu Terada, “Automatic System for Generating Special Shaped Soft Sheet to Protect Fruit from
Damage”, SII2020(2020), DOI: 10.1109/SII46433.2020.9026223