研究・論文

Young-Tak Kim, Ke Han, Woo-Hyun Yoo · Industrial Study of Innovation Management · Global

本研究は、農業ICT融合技術と都市農業の概念および特性を分析し、先進国の成功事例と関連政策を検討することで、農業ICT技術融合の発展方向と政策的示唆を提案することを目的とした。研究結果は、農業ICT技術融合が大きな相乗効果を生み出すことを示し、都市農業とIT技術の結合が次世代の第6次産業発展を促進すると期待される。また、この技術は農畜産業の科学化を支援し、ローカルフードや直取引中心の新たな流通経路の活性化にも活用されている。

Belghachi Mohammed · Advances in environmental engineering and green technologies book series · Global

AI、機械学習、センサー、IoTを統合したスマート灌漑システムは、作物のニーズと環境条件に合わせて水使用量を最適化し、農業用水管理を革新することを目指しています。これらのシステムは水保全や収量向上などの利点を提供する一方で、導入には高コスト、専門知識の必要性、データ管理の複雑さ、接続性の問題といった課題が伴います。将来の展望は、これらのシステムの有効性とアクセス性を高めるために、高度なAIモデル、より優れたセンサー、再生可能エネルギー、政策支援に焦点を当てています。

Nagwa Babiker Abdalla Yousif, Shadia Abdel Rahim Mohammed, Enaam Youssef, S. Behari · Sustainability · Sudan (Khartoum State)

スーダン、ハルツーム州オムドゥルマンのアルガムワイ地域で2022年から2023年にかけて女性農家100人を対象にインタビュー調査が行われた。この調査は、デジタル都市農業におけるジェンダー、テクノロジー、社会経済的公平性の交差点を検討した。土地所有の制限（45%）、信用へのアクセス制限（5%）、不十分な普及サービスといった構造的な不平等にもかかわらず、女性農家がイノベーションと持続可能性を推進していることが示された。デジタル都市農業は収入機会を提供し（76%が依存）、公平な参加の場となっているが、体系的な格差への対処が必要である。

Peng Gao, Shuochen Xiao, Fara Diva Mustapa · Climate Risk Management · Global

この包括的なレビューは、都市および周縁都市農業（UPA）に関する研究を、その利点、課題、気候変動緩和および適応努力の文脈で世界的に統合しました。レビューは、UPAが社会的交流を促進し、都市の微気候を改善し、都市ヒートアイランド現象を緩和し、不可欠な生態系サービスを提供できることを示しました。しかし、UPAは、限られた土地資源と土壌汚染、水管理の課題、および規制枠組みによって制約されています。

Tinawaen Tambol, Emmanuel Kanchebe Derbile, Moussa Soulé · Scientific Reports · Niger

この研究は、西アフリカのサヘル都市における周縁農業システムを調査しました。142の周縁小規模農家への現地調査と世帯調査を含む混合研究デザインが用いられました。結果として、乾燥期農業で最も使用されている気候スマート農業技術（CSAT）は、生物農薬/作物および病害虫管理でした（p = .002）。その他の技術には、肥料マイクロドーズ、有機肥料と堆肥の施用、耐洪水性改良品種、グリーンエネルギーに基づく灌漑などが含まれました。

Upinder Kaur, M. Kaur, Aparna Kumari, Deepika Shukla, Rajan Datt, Mehar Chand · Frontiers in Sustainable Cities · Global

本稿は、都市農業環境における植物ストレスを識別するため、ResNet101とスズメ探索最適化（SSO）アルゴリズムを統合した深層学習モデルUrbanAgriを提案しています。都市作物の異種データセットで訓練されたこのモデルは、F1スコア98.9、ROC-AUC 0.989を達成し、従来のアプローチを上回りました。このフレームワークは、生物的および非生物的ストレス要因を正確に検出することで、作物の廃棄を最小限に抑え、持続可能な都市農業を促進することを目指しています。

Monica Dutta, Deepali Gupta, Sumegh Tharewal, Deepam Goyal, Jasminder Kaur Sandhu, Manjit Kaur, Ahmad Ali AlZubi, Jazem Mutared Alanazi · IEEE Access · Global

本包括的研究は、書誌計量分析と比較分析を用いて、世界の食料安全保障のためのIoTベースの土壌なし農業の機会と課題を探求した。これらの先進的な農業手法は、生産性の向上や資源保全といった利点を提供する一方で、高額な初期投資、技術的依存、エネルギー消費といった重大な課題にも直面している。本研究は、この分野における現在の傾向と研究ギャップを強調している。

Dhirendra Kumar Shukla, Arvind Dagur, Shabir Ali, Akhilesh Kumar · · Global

本論文は、ESP32マイクロコントローラーとDHT11、土壌水分、LDRセンサーを統合したIoT対応スマートガーデン監視システムを提示し、灌漑を自動化・最適化します。実験結果は、約30%の節水と完全なリアルタイム監視を示し、従来のシステムを上回ります。このシステムは、持続可能な都市型ガーデニングを最小限の労力で支援し、以前の灌漑技術よりも効率を高めます。

Yuni Arianti, Ridlwan Muttaqin · Jurnal Dinamika Ekonomi Syariah · Global

本稿は、ビジネスモデルキャンバス（BMC）アプローチとSWOT分析を用いて、植物苗供給に特化した零細企業Kioschebibitの開発戦略を策定することに焦点を当てています。質的記述的ケーススタディにより、Kioschebibitの強みは製品の多様性、競争力のある価格設定、ソーシャルメディアマーケティングにあることが明らかになりましたが、流通範囲とデジタルマーケティングの実行には課題が残ります。園芸トレンドやグリーンイニシアチブといった外部機会は大きな成長潜在力をもたらしますが、異常気象や原材料の変動といった脅威に対処する必要があります。本研究は、BMCとSWOTフレームワークを統合することで、持続可能な事業開発の基盤として適応的でデータ駆動型の起業戦略を提案します。

Joaquim Cebolla-Alemany, Yunyao Cheng, Laia Pintó-Espín, Michele Albano, Marcel Macarulla, Santiago Gassó · Smart Agricultural Technology · Global

屋上スマート温室向けのデータ駆動型予測・制御フレームワークが開発され、環境データ、気象入力、アクチュエータの状態を組み合わせて短期的な温度予測を行います。7つの機械学習モデルが比較され、最良のモデルはR² > 0.98、MAEが0.280から0.311の間を達成しました。ファジー論理に基づく予測制御システムは、気候の安定性を維持しつつ60%以上のエネルギー節約を示しましたが、データセットのサイズや地理的変動が一般化における課題として挙げられています。

Marie Claire Uwase, Jean de Dieu Uwimana · Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · Rwanda (Kigali)

本論文は、ルワンダ、特にキガリの周縁都市地域におけるデジタル土地登記が女性の正式な農業信用へのアクセスをどのように媒介するかを分析する理論的枠組みを開発している。この枠組みは、形式的な法的平等にもかかわらず、デジタル化が信用評価アルゴリズム内の既存の家父長制バイアスを逆説的に固定化する可能性があると提唱している。デジタル土地ガバナンスはジェンダーに基づく信用格差に対する中立的な解決策ではなく、女性の共同体的な土地利用慣行を担保として体系的に過小評価することで、周縁都市農業における女性の金融包摂への障壁を強化する可能性があることを明らかにしている。

Mukhamad Kasendra, Dendy K Pramudito, Dedi Afandi · Jurnal Informasi dan Teknologi · Global

都市農業は、土壌状態のモニタリングや時間的制約といった技術的な課題に直面している。本稿は、これらの問題を解決するためにモノのインターネット（IoT）の活用を提案する。IoTはスマートフォンを介した土壌湿度のリアルタイムモニタリングに利用でき、これにより現在の課題を解決し、都市農業における将来の技術開発の可能性を提供する。

Anass El-Aabssi, Abdelhadi Assir · Springer Link (Chiba Institute of Technology) · Morocco

本研究は、モロッコにおける持続可能な水管理のため、保護農業、伝統的な露地栽培、都市農業、自然生態系の4つの農業カテゴリーにおけるインテリジェント灌漑システム（IIS）の導入可能性を評価した。評価はインフラの準備状況、技術的互換性、経済的実現可能性、環境影響、社会的影響に基づいて行われた。その結果、耕作地の85%と灌漑用水の70%を占める伝統的な露地栽培が、精密灌漑技術により最大70%の節水ポテンシャルを持つことが示された。

Parul Mehra, Shriram Mahadev Mhaske, Shubham Singh Patel, Shikha Jain · International Journal of Research in Agronomy · Global

マイクログリーンは、様々な野菜、ハーブ、野草の種子から栽培される園芸製品で、都市農業環境を含む多様な条件下で育成されます。成熟した植物と比較して、より高濃度の生理活性成分を含むことで注目されていますが、その健康上の利点についてはまだ議論の余地があります。主な懸念は、製品の急速な劣化と短い貯蔵寿命であり、これは貯蔵温度や貯蔵雰囲気条件の管理などの方法で部分的に解決できます。

Miftah Farid Adiwisastra, Saeful Bahri, H. Syahwani Umar · Jutisi Jurnal Ilmiah Teknik Informatika dan Sistem Informasi · Global

本研究は、IoTとAIを統合しエッジコンピューティングで動作するスマート農業システムを開発することを目的としている。プロトタイプシステムは、pH、TDS、温度、湿度、水位センサーでリアルタイムデータを収集し、Random Forest Regressorアルゴリズムで最適な環境条件を決定する。テスト結果は、モデルが湿度（R² = 0.99; RMSE = 0.65）と温度（R² = 0.99; RMSE = 0.17）の予測において非常に高い精度を持つことを示したものの、極端な条件下では差異が見られた。

Noryana Ahmad Khusaini, Munifah Siti Amira Yusuf · Universiti Putra Malaysia Institutional Repository (Universiti Putra Malaysia) · Global

都市農業におけるデジタル記録管理の重要性がレビューされ、効率性、生産性、市場アクセス、経済的利益、持続可能性、環境的利益への影響に焦点が当てられている。このレビューは、デジタルスキルの不足、高い導入コスト、不十分な技術インフラ、限られた接続性、データプライバシー、セキュリティなどの課題を特定している。これらの課題は、都市農業におけるデジタル化の採用を妨げる要因である。

Hairi Firmansyah, Petrus Suse Kobesi, Mariani, Windi Bunga Devita, Nurmelati Septiana · Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · Global

本研究は、YouTube上の都市農業コンテンツが若年層の都市農業に対する認識を変化させる効果を、記述的定量的アプローチと質問票による一次データ収集を用いて分析した。調査結果によると、実用的な農業チュートリアルが最も人気のあるコンテンツ（49%）であり、認知次元の平均スコアが最も高く（3.44）、都市農業の概念と技術への理解度が増加したことを示した。行動意図次元は2番目に高く（3.34）、自宅での野菜栽培意図が最高スコア（3.85）であったが、感情的・動機付けの側面は強化が必要である（3.24）。

Edwin Villagrán, John Javier Espitia, Jader Rodríguez, Linda Gomez, Gina Marcela Amado Saavedra, E.J. Baeza, Cruz Ernesto Aguilar-Rodríguez, Jorge Flores-Velázquez, Mohammad Akrami, Rodrigo Gil, Luis Alejandro Arias · Sustainability · Global

本研究は、1974年から2024年までのScopusデータベースの科学出版物を対象に、温室および保護農業における人工照明技術の書誌計量分析を実施した。過去20年間で研究が大幅に増加し、米国、カナダ、オランダ、中国が科学的成果をリードしていることが判明した。主な傾向として、特定の光スペクトル（赤と青）の使用とLEDシステムとデジタルセンサーの統合が挙げられるが、コロンビアなどの開発途上国では技術導入が初期段階にある。

Faran Muhammad, Muneeba, Muhammad Bilal · Gomal Journal of Agriculture and Biology · Global

本稿は、垂直農法と屋上菜園を組み合わせた都市農業のハイブリッドアプローチを調査した。特定の都市圏に実験的なパイロットハイブリッドシステムを設置し、通常の屋上菜園と比較した結果、ハイブリッドシステムは単位面積あたりの収量、水利用効率、エネルギー利用効率を大幅に改善することが示された。定性的評価では、食生活の多様性の向上、持続可能な食習慣の理解度向上、健康認識の向上など、肯定的なコミュニティレベルの結果が強調された。

Mahmoud A. Abdelhamid, Tarek Kh. Abdelkader, Hassan A. A. Sayed, Zhao Zhang, Xiaohui Zhao, Mohamed F. Atia · Scientific Reports · Global

この研究は、ペパーミント栽培用の太陽光発電スマート屋上灌漑システムを設計・評価することで、持続可能な都市農業の推進を目指しました。スマートシステムは、従来の灌漑と比較して水とエネルギー消費を28.1%削減し、CO2排出量も0.252 kg CO₂/m²/年から0.181 kg CO₂/m²/年へと削減しました。経済分析では、5.6年の投資回収期間が示され、その財務的実行可能性が強調されました。

Tong Wu · Scientific and Social Research · Global

本研究は、生成AIが都市農業のインテリジェントな変革に与える影響を理論的および技術的側面から分析した。生成AIは生産最適化、マーケティング革新、農家教育に応用可能であり、資源利用効率と産業の持続可能性を高めることが示された。しかし、その広範な適用には、農業データサイロ、モデルの適応性、コスト、人材不足といった課題があり、政策、技術、人材を含む多方面からの協調的な支援が必要である。

Sreekumar Anand, Ravindran Lalithambika Visakh, B. K. Shrithar Bhalaji, Parvathy, N. Vishnu Swaroop Reddy, Athulya Rajasekharan · Plant Breeding · Global

このレビューは、CRISPR-Casシステムに基づくゲノム編集の戦略、メカニズム、および最近の改良点に焦点を当てている。トマトの育種では、限られた遺伝的基盤が課題であり、CRISPR-Casゲノム編集は、果実品質と収量の向上、ストレス耐性の増加、野生トマトの栽培化、都市農業向け品種の調整に利用されている。この技術は、精密なゲノム編集、低いオフターゲット変異、効率性、適応性、費用対効果を提供し、トマトの作物改良に効果的に活用されている。

Zi Jian Oh, Ainul Hayat Abdul Razak · International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences · Malaysia

マレーシアの5つの職業訓練大学で行われた探索的研究では、食品廃棄物管理と都市農業を監視するためのデジタルダッシュボードであるSustainability Tracker 360が調査された。堆肥化システムは43.35kgの食品廃棄物を12.95kgの有機肥料（変換率29.9%）に変換し、150鉢の植物を育成した。デジタル監視は、説明責任を強化し、長期的な関与を促進し、参加者の持続可能性意識を深めた。

Mohd Nazmin Maslan, Izzat Rafaie Ramli, Muhammad Hafidz Fazli Md Fauadi, Mohd Erdi Ayob, Mohamad Faizal Baharom, Ihwan Ghazali, Tia Tanjung · Multidisciplinary Science Journal · Global

この研究は、限られたスキルや資源といった課題に対処するため、Raspberry Pi 4 Model B、ESP32、センサー、およびHome Assistantソフトウェアを用いた屋外家庭用スマート農業システムを設計・実装しました。このシステムは農業パラメータを効率的に監視・分析し、その結果、水使用量は家庭の日常使用量のわずか0.16%、エネルギー消費量は0.64%に抑えられました。また、水やりにおける水使用量を最大82.45%削減し、資源利用の最適化と作物生産性の向上能力を示しました。

Pratham Kawade -, Mrunal Karkar -, Ritisha Mittal -, Neha Sathe · International Journal on Science and Technology · Global

本システムは、ESP32マイクロコントローラーとDHT11および土壌水分センサーを使用し、温度、湿度、土壌水分に関するリアルタイムデータを収集します。MQTTプロトコルでFlaskベースのウェブサーバーに送信されたデータは、各センサーにつき12の連続読み取り値で訓練されたRandomForestClassifierモデルによって処理され、上位5つの作物推奨と植物の健康状態モニタリングが行われます。最適な閾値からの逸脱が検出されるとアラートが生成され、Renderなどのクラウドプラットフォームに展開されています。