JP6856235B2 - 形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、農作業におけるノウハウの形式知化を支援する、形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びこれらを実現するためのプログラムに関する。
従来から、農業分野における各種農作業に関して解説した書籍が多く出版されている。例えば、非特許文献１は、ミカンの生産において最も重要な剪定を中心にノウハウを開示している。また、非特許文献２は、果樹の病害虫の防除についてのノウハウを開示している。更に、非特許文献３は、トマトの栽培について、追肥、灌水、ホルモン処理等を中心に、写真及びイラストを用いてノウハウを開示している。
このように、非特許文献１〜３によれば、生産者は、熟練者に師事することなく、農作業についてのノウハウを取得することができる。従って、経験の浅い生産者であっても、農産物の生産において、ある程度の収量を確保することができる。また、非特許文献１〜３以外にも、農産物を説明する書籍は多数出版されている。
川田健次著、「高糖度・連産のミカンつかり−切り上げせん定とナギナタガヤ草生栽培」、農山漁村文化協会、２００２年４月 田代暢哉著、「果樹の病害虫防除−ラクして減農薬」、農山漁村文化協会、２００７年９月 後藤敏美著、「新版 夏秋トマト栽培マニュアル：だれでもできる生育の見方・つくり方」、農山漁村文化協会、２０１５年３月１２日
ところで、より良い品質で、多くの収量を達成するためには、書籍の内容だけでは不十分であり、生産者は、個人の経験からノウハウを取得し、取得したノウハウを組み合わせて各種農作業を行なう必要がある。また、農作業に必要なノウハウは、地域によって異なることもある。このため、農業の更なる発展のためには、各種農産物について、更に多くのノウハウを抽出し、抽出したノウハウを誰もが利用できる資料に変換していく必要がある。
しかしながら、農作業の種類は、農産物別、地域別に非常に多いことから、未だ資料に変換されていないノウハウの数は膨大であると考えられる。また、全てのノウハウを一度に資料化することは困難であることから、重要なノウハウから順に資料化すべきであるが、熟練者であっても各ノウハウに優先順位を付けることは困難である。
本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定し得る、形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びプログラムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一側面における形式知化支援装置は、
特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、テーブル取得部と、
前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、評価値計算部と、
計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、優先順位設定部と、
を備えている、ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における形式知化支援方法は、
（ａ）特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
（ｂ）前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
（ｃ）計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする。
更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムは、
コンピュータに、
（ａ）特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
（ｂ）前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
（ｃ）計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
を実行させることを特徴とする。
以上のように、本発明によれば、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができる。
図１は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の具体的構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態で用いられる農作業テーブルの一例を示す図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態で用いられる、特定の農作業についての生産者毎の成果データ及び評価データの一例を示す図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態で計算された農作業毎の相関係数の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業毎の評価値を計算する際の動作を示すフロー図である。 図６は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業テーブルを更新する際の動作を示すフロー図である。 図７は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における、形式知化支援装置、形式知化支援方法、及びプログラムについて、図１〜図６を参照しながら説明する。
［装置構成］
最初に、本実施の形態における形式知化支援装置の概略構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示す本実施の形態における形式知化支援装置１００は、農作業におけるノウハウの形式知化を支援するための装置である。図１に示すように、形式知化支援装置１００は、テーブル取得部１０と、評価値計算部２０と、優先順位設定部３０とを備えている。
テーブル取得部１０は、農作業テーブルを取得する。農作業テーブルは、特定の農産物についての農作業毎に、各農作業が成果に与える影響を示す影響度、各農作業に必要となる技能のタイプ、及び各農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定している。
評価値計算部２０は、取得された農作業テーブルを用いて、農作業毎に、影響度、技能のタイプ（技能タイプ）、及び作業者のレベル（作業者レベル）それぞれの値に基づいて、評価値を計算する。優先順位設定部３０は、計算された評価値に基づいて、農作業それぞれに優先順位を設定する。
このように、本実施の形態では、膨大な数の農作業が存在する場合において、各農作業に対して合理的な評価値が計算される。従って、本実施の形態によれば、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができ、形式知化を促進することができる。
続いて、図２及び図３を用いて、本実施の形態における形式知化支援装置１００の構成を更に具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の具体的構成を示すブロック図である。図３は、本発明の実施の形態で用いられる農作業テーブルの一例を示す図である。
図２に示すように、本実施の形態では、形式知化支援装置１００は、ネットワークを介して、データベース２００、及び管理者の端末装置３００に接続されている。農作業テーブル２０１は、データベース２００に格納されている。従って、本実施の形態では、テーブル取得部１０は、データベース２００にアクセスして、農作業テーブル２０１を取得する。
図３に示すように、農作業テーブル２０１は、特定の農産物についての農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれを数値で規定している。また、図３の例では、特定の農作物がミカンである場合の農作業テーブルが示されている。また、農作業として、灌水、摘果、剪定のみが例示されているが、農作業がこれらに限定されることはない。
また、本実施の形態において、影響度は、１〜１０の範囲で設定されている。技能タイプは、タイプ毎に付与された数値で設定されている。また、作業者レベルは、作業者の種類毎に付与された数値で設定されている。更に、農作業テーブルにおいて、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれの値は、管理者、専門家等によって、実績及び経験に基づいて設定される。加えて、農作業テーブルは、特定の地域毎に、農産物それぞれについて作成されていても良い。
また、本実施の形態では、評価値計算部２０は、農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、評価値を計算することができる。ここで、影響度、技能タイプ、及び作業者レベル、それぞれの値をａ、ｂ、ｃとし、それぞれに設定された重みをｗ１、ｗ２、ｗ３とすると、評価値は下記の数１によって算出される。
（数１）
評価値＝ａ×ｗ１＋ｂ×ｗ２＋ｃ×ｗ３
また、優先順位設定部３０は、評価値に基づいて、農作業の優先順位を決定した後、本実施の形態では、優先順位と各農作業の評価値とを特定するデータを、管理者の端末装置３００に送信する。端末装置３００は、データを受信すると、受信したデータによって特定される各農作業行の優先順位と評価値とを表示画面に表示する。これにより、管理者は、形式知化の優先度の高い農作業を確認することができる。
また、図２に示すように、本実施の形態では、形式知化支援装置１００は、テーブル取得部１０、評価値計算部２０、及び優先順位設定部３０に加えて、テーブル更新部４０を備えている。
テーブル更新部４０は、まず、成果データ２０２及び評価データ２０３を取得する。成果データは、農産物の成果を特定するデータであり、評価データは、農産物の生産者の各農作業についての評価を特定するデータである。本実施の形態では、成果データ２０２及び評価データ２０３は、生産者毎に、データベース２００に格納されている。
成果データ２０２は、具体的には、農産物の単位面積当りの収穫量、農産物の品質（糖度、サイズ等）、農産物の評価点（糖度、酸度、サイズ、外観（色づき、傷の有無）等から計算される値）等を含むデータである。成果データは、これらの数値のうちの１種のみを含んでいても良いし、２種以上の数値を含んでいても良い。
更に、成果データ２０２は、評価点と単位面積当りの収穫量との乗算値、評価点と出荷量との乗算値等を含んでいても良い。また、評価点の具体例としては、ミカンの場合を例に挙げると、全国農業共同組合連合会（ＪＡ）が定める計算方式によって算出される評価点が挙げられる。なお、通常、ミカンの評価点は、専用の選果機によって算出される。
また、評価データ２０３は、具体的には、全国農業共同組合連合会の農道指導員又は篤農家等によって、対象となる生産者の農作業に対して与えられた評価を数値で表すデータである。数値は、例えば、２０〜１００の範囲で、予め設定された基準に基づいて設定される。
テーブル更新部４０は、取得した成果データ２０２及び評価データ２０３に基づいて、特定の農産物の成果と特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた相関係数に基づいて、農作業テーブルにおける影響度の数値を更新する。
具体的には、テーブル更新部４０は、農作業毎に、各生産者における成果データ２０２と評価データ２０３とを特定する（図４参照）。そして、テーブル更新部４０は、農作業毎に、特定した成果データの標準偏差と、評価データの標準偏差とを求め、更に、成果データと評価データとの共分散を求める。その後、テーブル更新部４０は、農作業毎に、求めた２つの標準偏差と共分散とを下記の（数２）に適用して、相関係数を算出する。
（数２）
相関係数＝共分散÷（評価データの標準偏差×成果データの標準偏差）
ここで、計算結果について図４を用いて示す。図４（ａ）は、本発明の実施の形態で用いられる、特定の農作業についての生産者毎の成果データ及び評価データの一例を示す図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態で計算された農作業毎の相関係数の一例を示す図である。
テーブル更新部４０は、農作業１については、図４（ａ）に示す成果データ２０２と評価データ２０３とを特定する。そして、テーブル更新部４０は、図４（ｂ）に示すように、農作業１〜４それぞれ毎に、相関係数を算出する。
そして、相関係数の高い農作業程、「その農作業がうまくできた場合に、収穫量が多くなり、更に、品質が良くなる」と考えられる。従って、各農作業の相関係数を比較することで、成果に対して影響度の高い農作業の特定が可能となる。
従って、テーブル更新部４０は、算出した相関係数を用いて、農作業テーブルの各農作業における影響度の値を更新する。具体的には、テーブル更新部４０は、例えば、図４（ｂ）に示された相関係数に１０を乗算し、得られた乗算値で農作業テーブルの影響度を置き換える。
また、テーブル更新部４０は、品種の近い複数の農産物の農作業毎の相関係数を用いて、各農作業について相関係数の平均値を求め、求めた平均値を用いて、農作業テーブルの各農作業の影響度の値を更新することもできる。なお、品種の近い複数の農産物の例としては、例えば、ミカンであるならば、「温州」（そのうち「宮川早生」と「小原紅早生」等）、「中晩柑」といた品種が挙げられる。
［装置動作］
次に、本実施の形態における形式知化支援装置１００の動作について説明する。以下の説明においては、適宜図１を参酌する。また、本実施の形態では、形式知化支援装置１００を動作させることによって、形式知化支援方法が実施される。よって、本実施の形態における形式知化支援方法の説明は、以下の形式知化支援装置１００の動作説明に代える。
最初に、形式知化支援装置１００によって評価値を計算する際の動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業毎の評価値を計算する際の動作を示すフロー図である。
図５に示すように、最初に、テーブル取得部１０は、データベース２００にアクセスして、特定の農作物についての農作業テーブル２０１を取得する（ステップＡ１）。
次に、評価値計算部２０は、ステップＡ１で取得した農作業テーブル２０１を用いて、農作業毎に、影響度、技能タイプ、及び作業者レベルの値を特定し、特定した各値から評価値を計算する（ステップＡ２）。具体的には、評価値計算部２０は、各値と重みとを上述の数１に代入して、評価値を計算する。
次に、優先順位設定部３０は、ステップＡ２で計算された評価値に基づいて、農作業テーブルに示されている各農作業の優先順位を設定する（ステップＡ３）。具体的には、優先順位設定部３０は、評価値の高い農作業から順に順位を決定する。
次に、優先順位設定部３０は、ステップＡ３で決定された優先順位とステップＡ２で計算された評価値とを特定するデータを生成し、生成したデータを、端末装置３００に送信する。（ステップＡ４）。これにより、管理者は、端末装置３００の画面上で、形式知化の優先度の高い農作業を確認することができる。
続いて、形式知化支援装置１００によって農作業テーブルを更新する際の動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置の農作業テーブルを更新する際の動作を示すフロー図である。
図６に示すように、最初に、テーブル更新部４０は、データベース２００にアクセスして、成果データ２０２と評価データ２０３とを取得する（ステップＢ１）。
次に、テーブル更新部４０は、ステップＢ１で取得した成果データ２０２及び評価データ２０３に基づいて、特定の農産物の成果と特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を算出する（ステップＢ２）。具体的には、ステップＢ２では、テーブル更新部４０は、上述の数２を用いて、特定の農産物について、農作業毎に相関係数を算出する。
次に、テーブル更新部４０は、ステップＢ２で算出した相関係数に基づいて、特定の農産物の農作業テーブルにおける影響度の値を更新する（ステップＢ３）。これにより、農作業テーブル２０１の最適化が図られることになる。
［実施の形態における効果］
以上のように、本実施の形態によれば、農産物毎に、各農作業について評価値が計算されるので、農産物の農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができ、形式知化を促進することができる。また、本実施の形態では、評価値の計算の元になる農作業テーブルは、実績及び評価に応じて更新されるので、計算される評価値が最適化され、その信頼性が高まることとなる。
［プログラム］
本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＡ１〜Ａ４を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態における形式知化支援装置１００と形式知化支援方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、テーブル取得部１０、評価値計算部２０、優先順位設定部３０、及びテーブル更新部４０として機能し、処理を行なう。
また、本実施の形態におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、テーブル取得部１０、評価値計算部２０、優先順位設定部３０、及びテーブル更新部４０のいずれかとして機能しても良い。
ここで、本実施の形態におけるプログラムを実行することによって、形式知化支援装置１００を実現するコンピュータについて図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施の形態における形式知化支援装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
図７に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。
データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体、又はＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。
なお、本実施の形態における形式知化支援装置１００は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、形式知化支援装置１００は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
以上のように、本発明によれば、各農作業に関するノウハウを形式知化する際において、各農作業に優先順位を設定することができる。
１０ テーブル取得部
２０ 評価値計算部
３０ 優先順位設定部
４０ テーブル更新部
１００ 形式知化支援装置
１１０ コンピュータ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス
２００ データベース
２０１ 農作業テーブル
２０２ 成果データ
２０３ 評価データ
３００ 端末装置

Claims (9)

  1. 特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、テーブル取得部と、
    前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、評価値計算部と、
    計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、優先順位設定部と、
    前記特定の農産物の成果を特定する第１のデータと、前記特定の農産物の生産者の各農作業についての評価を特定する第２のデータとを、外部から取得し、取得した前記第１のデータ及び前記第２のデータに基づいて、前記特定の農産物の成果と前記特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた前記相関係数に基づいて、前記相関係数の高い農作業程、前記テーブルにおける前記影響度の値が高くなるように、前記影響度の値を更新する、テーブル更新部と、
    を備えている、ことを特徴とする形式知化支援装置。
  2. 前記評価値計算部が、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
    請求項１に記載の形式知化支援装置。
  3. 前記テーブルが、特定の地域毎に、特定の農産物について作成されている、
    請求項１または２に記載の形式知化支援装置。
  4. コンピュータが形式知化を支援する方法であって、
    （ａ）特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
    （ｂ）前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
    （ｃ）計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
    （ｄ）前記特定の農産物の成果を特定する第１のデータと、前記特定の農産物の生産者の各農作業についての評価を特定する第２のデータとを、外部から取得し、取得した前記第１のデータ及び前記第２のデータに基づいて、前記特定の農産物の成果と前記特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた前記相関係数に基づいて、前記相関係数の高い農作業程、前記テーブルにおける前記影響度の値が高くなるように、前記影響度の値を更新する、ステップと、
    を有する、ことを特徴とする形式知化支援方法。
  5. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
    請求項４に記載の形式知化支援方法。
  6. 前記テーブルが、特定の地域毎に、特定の農産物について作成されている、
    請求項４または５に記載の形式知化支援方法。
  7. コンピュータに、
    （ａ）特定の農産物についての農作業毎に、当該農作業が成果に与える影響を示す影響度、当該農作業に必要となる技能のタイプ、及び当該農作業に求められる作業者のレベルを数値で規定しているテーブルを取得する、ステップと、
    （ｂ）前記テーブルを用いて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に基づいて、評価値を計算する、ステップと、
    （ｃ）計算された前記評価値に基づいて、前記農作業それぞれに優先順位を設定する、ステップと、
    （ｄ）前記特定の農産物の成果を特定する第１のデータと、前記特定の農産物の生産者の各農作業についての評価を特定する第２のデータとを、外部から取得し、取得した前記第１のデータ及び前記第２のデータに基づいて、前記特定の農産物の成果と前記特定の農産物の農作業についての評価との相関係数を求め、求めた前記相関係数に基づいて、前記相関係数の高い農作業程、前記テーブルにおける前記影響度の値が高くなるように、前記影響度の値を更新する、ステップと、
    を実行させるプログラム。
  8. 前記（ｂ）のステップにおいて、前記農作業毎に、前記影響度、前記技能のタイプ、及び前記レベルそれぞれの値に、それぞれについて予め設定された重みを乗算し、得られた乗算値を合算して、前記評価値を計算する、
    請求項７に記載のプログラム。
  9. 前記テーブルが、特定の地域毎に、特定の農産物について作成されている、
    請求項７または８に記載のプログラム。
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