研究・論文

V. Lakshmi Srinija, M Raju, P. Srinu Vasarao · International Research Journal on Advanced Engineering and Management (IRJAEM) · Global

本論文は、太陽エネルギーシステムを搭載したIoT対応遠隔制御スマートガーデンの設計と実装を提示する。このシステムは、灌漑、土壌水分監視、温度・湿度制御、リアルタイム監視といった園芸作業を自動化し、従来の電源に依存せずに動作する。センサーとクラウドプラットフォームを通じて、ユーザーはモバイルまたはウェブアプリケーションから庭の操作を遠隔で監視・制御できる。

Zakhro Sodikova · Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · Global

本研究は、スマートガーデンにおけるインテリジェントな監視、予測、自動化のためのAIベースのIoTアプローチを提案します。このシステムは、分散型環境センサー、リアルタイム処理と意思決定支援のためのエッジ処理ユニット、予測と最適化のためのクラウドベースの機械学習モジュールを含みます。AI駆動システムは、土壌水分推定においてより良い予測精度を達成し、植物の健康を損なうことなく従来のルールベースの灌漑よりも大幅に少ない水を使用しました。

Eman Aldhahri, Abdulwahab Ali Almazroi, Monagi H. Alkinani, Nasir Ayub, Elham Alghamdi, Nourah Fahad Janbi · IEEE Access · Global

この研究は、都市農業における作物の健康予測とストレス評価のための新しい分類モデルであるResXceNet-HBAを提案しています。このモデルは、ResNetブロック、Xceptionモジュール、HBA最適化パラメータ、およびWICL、LFS、AFDなどのデータ処理技術を統合しています。ResXceNet-HBAは、98.5%の精度、98.2%の適合率、98.7%の再現率、98.4%のF1スコアを達成し、ResNet、CNN、Inception V2を上回り、50.9秒でより高速に実行されました。

Sukanta Kumar Sarangi, Rajeeb K. Mohanty, Sukham Munilkumar, Jitendra Kumar Sundaray · · Global

本章では、土地、水、エネルギー、その他の農業に不可欠な投入物の制約を考慮し、将来世代のニーズを満たすように設計された、新しく革新的な統合農業システム（IFS）モデルを提示しています。記述されているモデルには、三次元農業、アクアポッド農業、垂直農業、アクアポニックス、水耕栽培が含まれます。本章ではまた、栽培コストの削減や生産量の増加など、農家の所得を倍増させるための戦略についても議論し、IFSを推進する国際・国内機関や政府の制度の役割を強調しています。

Joseph Seong, H. Christopher Peterson, Simone Valle de Souza · Agribusiness · Global

この研究は、レタス生産のバイオエコノミックモデルを統合した多目的最適化モデル（IA-MOO）を用いて、都市型屋内農業（IA）の経済的および環境的持続可能性の可能性を評価しました。結果として、税引前利益（EBT）とエネルギー使用効率（EUE）は、短い生産スケジュール期間を除いて、一般的に相反する目的ではないことが示されました。

Rodríguez Taboada, Sanyi · Figshare · Cuba

SolAgroフレームワークは、SolAgro SRLによる、1〜3ヘクタールの都市農園向けに設計された統合的な農業工学プロジェクトです。機能的アグロエコロジー、オープンテクノロジー、再生可能エネルギー、および現地生産を統合し、レジリエンスの自律的なノードを構築します。このプロジェクトは、12ヶ月以内の経済的リターンと、若者への研修を通じた社会的リターンを目指し、技術的およびコミュニティの主権を強化します。

Khondokar H. Kabir, Jannatul Ferdows, Saifur Rahman, Ataharul Chowdhury, Md. Asaduzzaman Sarker, S.M. Asik Ullah, Mohammed Nasir Uddin, Mohammad Maruf Hasan · Urban Agriculture & Regional Food Systems · Bangladesh

バングラデシュのルーフトップガーデナー120名を対象に、Facebookグループが情報ニーズをどの程度サポートし、能力向上に役立つかをオンライン調査で調べました。調査結果は、Facebookグループでの情報共有が、計画、資源の取得と利用、異文化間での作業、最適な収穫と貯蔵方法の決定に役立つことを示しています。Facebookは、ルーフトップガーデナー間の情報格差を埋め、スキルを向上させる上で重要な役割を果たすことができます。

Arin Shaikh · International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology · Global

本稿は、土壌水分、温度、湿度レベルを継続的に監視することで、灌漑を自動化し植物ケアを強化するよう設計された、Arduinoを用いたスマート植物モニタリングシステムを提示している。Arduino Uno、センサー、およびウォーターポンプで構成されるこのシステムは、実験結果において水消費量を30-40%削減し、灌漑効率を向上させた。本システムは、小規模な都市型ガーデニングと大規模な農業応用の両方を対象としている。

Marieke van Daalen, Joris Meijer, Lisanne Koopmans · International Journal of Cloud Computing and Database Management · Global

このレビューは、気候スマート型都市農業システムにおけるクラウドベースプラットフォームの進化、応用、利点を、2024年以前の文献を統合して調査した。クラウド対応の監視がエネルギー最適化、適応型気候制御、温室効果ガス削減、植物の早期ストレス検出を支援することが示された。また、データ相互運用性の問題、サイバーセキュリティの懸念、低資源環境における導入障壁が議論された。クラウド統合型プラットフォームは、意思決定の精度を高め、持続可能な水管理を促進し、気候変動への回復力を強化することが示唆された。

Augusto Cáceres Núñez, Sergio Delgado Bernedo · Veritas · Global

本プロジェクトは、PLC、ECおよびpHセンサー、PID制御システムを組み込んだ、垂直回転棚におけるNFTを用いた水耕栽培野菜の自動化システムを設計しました。Simulinkシミュレーションにより、PID制御システムの適切な動作が実証され、棚の安定かつ効率的な回転が保証されました。この自動化システムは、スペースを最適化し、運用効率を向上させ、手作業を削減し、都市環境における農業管理を容易にし、提案された設計は自動化された都市農業に実現可能であると結論付けられました。

M Itendrakumar · INTERANTIONAL JOURNAL OF SCIENTIFIC RESEARCH IN ENGINEERING AND MANAGEMENT · Global

本稿は高層建築における雨水利用システムの最適化を扱ったレビューであり、人口密度が高く土地が限られた高層建築の水資源管理上の課題を論じている。事例として、消費とエネルギー生成の両方に雨水を活用する「レイン・パワー活用システム」（Yu Jら）と、雨水利用・都市農業・再生可能エネルギーを組み合わせた屋上モザイク型の分散システム（Toboso-Chavero Sら、1284-1299頁）を挙げている。

Mouza Mohammed Eissa, Mohamad Zahir Zainudin, Norun Najjah Ahmat · International Journal of Social Science Research · United Arab Emirates

アラブ首長国連邦（UAE）を対象にしたこの質的研究は、家庭農家・商業生産者・政策立案者・アグリテック開発者からなる35人のステークホルダーに半構造化インタビューを行い、国家食料安全保障戦略2051と照らして分析した。家庭農家の70%が輸入依存を減らすために都市農業に従事している一方、高い水コスト（70%が指摘）と技術訓練の不足（55%）が制約となっていた。商業農場ではハイドロポニックス（水耕栽培、88%）と垂直農法（62%）が広く導入されているが、エネルギーと水のトレードオフが規模拡大を妨げていた。ステークホルダーは水利用最適化のためのAI活用ツール（75%）とトレーサビリティ向上のためのブロックチェーン（45%）の重要性を強調した。デジタルプラットフォームに最も求められる機能はリアルタイムの土壌・気象データ（90%）、補助金への一元的アクセス（80%）、市場連携（65%）だったが、データシステムの分断が現状ではその効果を制限していた。政策実施には依然として課題が残り、農家の60%が補助金プログラムを認知しておらず、各種農業施策間の統合も最小限にとどまっていた。研究は、太陽光発電による灌漑への補助拡充、研修・普及サービスの改善、農家・政策立案者・アグリテック関係者を結ぶ統合的デジタルプラットフォームの開発を提言している。

Nazmul Haque, Ranjan Roy, Abdullah All Imtiaz, Rafio Rahmatullah, Ronzon Chandra Das, S.M. Abdul Gani, Md. Shamsuzzoha, Kamrun Nahar Sheuly, Khalid Syfullah, Akther Banu · International Journal of Agricultural Extension · Bangladesh

バングラデシュ南西部チュアダンガ県で気候変動適応型農業（CSA）を実践する農家105名を対象に、構造化された対面インタビューを実施した研究。教育、組織参加、ICTアクセスなど11変数についてSPSS（version 20）で重回帰分析を行った結果、教育水準・組織参加・ICTアクセス・CSAへの肯定的態度がCSA導入に有意な影響を与える一方、農地面積や金融アクセスの影響は相対的に小さいことが分かった。モデルはCSA導入のばらつきの47.7%を説明した。

Manuel Ignacio Manríquez, Verónica Gil-Costa, Mauricio Marı́n · Future Internet · Global

大都市圏内の野菜取引の動態を分析するための並列エージェントベース・フレームワークを提示する技術論文。エージェントベース手法と離散事象手法を組み合わせ、農家（市場動向と環境リスクに基づく作付け選択）、卸売業者・消費者（季節性・価格・入手可能性に応じた購買行動の適応）の相互作用を詳細にモデル化する。大規模シナリオの計算負荷に対応するため、楽観的近似並列実行戦略と、通信パターンの偏りを緩和しスケーラビリティを高めるクレジットベースの負荷分散機構を導入している。このフレームワークはスマートシティやデジタル農業に関連する都市食料流通システムの詳細な分析を可能にするとする。

Filip Schilla, Gaga Mumladze, Jana Soukupová, Ľuboš Smutka · Frontiers in Sustainable Food Systems · Global

本研究は、都市農業の一形態としてのマッシュルーム（アガリクス・ビスポラス、いわゆるホワイトマッシュルーム）栽培について、地下室と地上階の環境条件（温度・湿度・光量・空気質）をシミュレーションし、両環境の実現可能性を比較するためコストと利益を試算した。結果は地下室環境の方が有利であることを示し、温度が安定し湿度が高いことでエネルギー必要量が減少し、経済分析でも地下室栽培は地上階栽培より初期費用・運用費用ともに低かった。

Puteri Sidrotul Nabihah Saarani, Asniza Hamimi Abdul Tharim, Zulkefle Ayob, Asmalia Che Ahmad, Osman Mohd Tahir · Journal of Construction in Developing Countries · Malaysia

マレーシアのスマート・アーバンファーミング（SUF）を対象に、デルファイ調査と事例研究を組み合わせたトライアンギュレーション手法で、ライフサイクルコスト（LCC）に関わる実践項目を特定した。複数回の半構造化インタビューとデルファイ調査の反復により専門家の合意を形成し、LCCの構成要素と段階を整理する枠組みを提示した。

Aparadh Vt, V. Bhagyashree, Ms. Suman P. Meghwal, Ms. Safiya M. Raeen · Zenodo (CERN European Organization for Nuclear Research) · Global

土を使わず養液で根に直接栄養を与える水耕栽培(ハイドロポニックス)について、原理・利点・課題を概観したレビュー。従来農業と比べ水使用量を約90%削減できるとし、耕地の乏しい都市部での家庭用・商業用栽培への応用や、火星・月など農地に適さない環境での将来的な食料生産への応用可能性にも言及する。一方で、技術集約的で相応の投資と専門知識を要し、すべての作物に適するわけではない点を課題として挙げる。

Murali Krishna Pasupuleti · · Global

本章は、都市および農業システムにおける持続可能性を高めることで、炭素中立な未来を達成する上での人工知能（AI）の変革的役割を探求している。AIは都市環境でエネルギー利用、資源管理、災害レジリエンスを最適化し、農業では精密農業を推進し排出量を削減する。本章はまた、データプライバシー、経済的障壁、技術的限界といった課題にも触れている。

Can Xu · Applied Mathematics and Nonlinear Sciences · Global

本研究は、AI駆動型意思決定支援システムを通じて、持続可能な都市計画における進歩を示しています。実験結果は、ソーラーパネルのエネルギー変換率が25%、雨水貯留容量が1平方メートルあたり600リットル、住民1人あたり3平方メートルのコミュニティガーデンスペースを示しています。このシステムはまた、住民1000人あたり1.5の自転車シェアリングステーションを提供し、いくつかの分野で市場平均を上回りました。

Mascha Gugganig · Science Technology & Human Values · Global

本稿は、新たな都市食料生産システムである垂直農法（VF）を普及させる専門家間の議論と内部意見の相違を探る。VFは省スペース性と天候からの独立性が推進される一方で、持続不可能性や、限られた種類の生鮮食品を生産するための高いエネルギーコストに関する議論に直面している。先駆者間の意見の相違は、VFが唯一の解決策ではなく、多くの解決策の一つと見なされていることを示唆している。

Anne-Sophie Christmann, Valerie Graf‐Drasch, Ricarda Schäfer · Business & Information Systems Engineering · Global

この研究は、都市の環境問題と食料不安の増大を背景に、都市農業におけるデジタル技術の適用可能性を探る。都市空間は空気、水、土壌の利用可能性を危うくするため、資源管理が課題となる。本研究は、デジタル技術、データ、都市農業における異なるアプローチに焦点を当てた多層分類法と、スマート都市農業分野の学者や実務家から導き出された20の組織的準備要因を提案する。

Dr. Nadeem Aslam · Frontiers in Agriculture · Global

本論文は、都市農業の未来を探求し、特に垂直農法を、積み重ねられた層で作物を栽培するために管理された環境を利用する有望な革新として焦点を当てています。垂直農法の潜在的な利点、技術的進歩、および直面する課題を検証しています。分析は、垂直農法が都市の食料システムを再構築し、持続可能性を高め、都市のレジリエンスに貢献する可能性を示唆しています。

Aashna Sinha, Kailash Bisht, Digvijay Singh · · Global

本稿は、垂直水耕栽培を検討し、省スペース、水使用量の削減、植物成長促進微生物（PGPMs）による堅牢性の向上といった利点を指摘する。しかし、システムの生態学的影響は、培地、鉢、電力使用、輸送によって大きく左右されることも示された。本研究は、培地として繊維を使用し、プラスチック容器の代わりに紙を使用することで、温室効果ガス排出量と非生物的資源の減少を削減する大きな可能性を示唆している。

Yuxin Bao, M.K. Leung, Dicken Poon, Changying Xiang · Journal of Building Engineering · Hong Kong

本稿は、香港における高層住宅ビルと都市農業の統合に関する技術的実現可能性と設計戦略を、「Green Tower Hong Kong」建築設計コンペを事例として議論しています。観塘センターの敷地をケーススタディとして、共有庭園と温室を統合したレジリエントな高層住宅ビルが提案されました。最終設計では、2500人分の住居を提供し、340,750kgの野菜を生産して156%の自給率を達成し、年間1,080,000kWhの電力を生成できるとされています。

László Csambalik, Izóra Gál, Krisztina Madaras, Andrea Tóbiás, Péter Pusztai · Urban Science · Global

本レビューは、都市の食料レジリエンスのための土壌ベースの都市農業とハイテク植物工場を検証しています。垂直農場は高収量をもたらすものの、住民の関与は最小限であり、社会的な利点がないと指摘しています。自動化された植物工場は高度な資格を持つ少数の人員しか必要とせず、将来的に都市の社会福祉に貢献する可能性は低いと結論付けています。