HarvestX株式会社

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する。植物工場での果実の全自動栽培を目的とした各種ロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に、3Dプリンターを利用する為に、DMM.makeにご相談頂きました。

プロフィール

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

市川 友貴(いちかわ ゆうき)
HarvestX株式会社 代表取締役社長。
農業用組み込み機器や植物工場におけるFA設計経験などから植物工場の課題や可能性を認識し、HarvestX株式会社を創業。

ロボットによる完全自動栽培で安定生産・人材不足に貢献する

DMM.makeプロデューサー:
いつもメールでやり取りさせて頂きありがとうございます。

市川様:
いつもいつも、ありがとうございます。
先日、リリースしたロボットの足回りはDMM.makeの3Dプリンター 出力サービスのナイロンを利用させて頂いております。

DMM.makeプロデューサー:
ありがとうございます。

市川様:
以前は、アタッチメントを作る際も利用させて頂きましたね。

DMM.makeエンジニア:
本日は、インタビューに応じて頂きありがとうございます。 早速ですが、インタビューを始めさせて頂きます。

— 御社がどのような事業展開をされているか、お聞かせください。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

市川様:
学生のプロジェクトからスタートし、2020年8月に法人として設立致しました。

事業内容としては、植物工場向けの果菜類の受粉と収穫を自動化するロボットの開発を行っております。

現在は、いちごに注目し受粉と収穫というこれまで人間の負担が大きかった作業を自動化するロボットの開発を進めています。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

DMM.makeプロデューサー:
アームのようなモノが付いている部分が受粉作業を行う部分なのですね。

市川様:
そうですね。

弊社のミッションとしては、「ロボットによる完全自動栽培で安定生産・人材不足に貢献する」という事を掲げてプロジェクトを始めております。

こちらがPV( Promotion Video )になります。

HarvestX: Plant Pollinating & Harvesting Robots for Future Farming

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。
植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

最近は、レタスなどの「葉物」野菜は屋内での栽培が増えてきております。
コンビニエンスストアのサンドイッチなどにも使われてきています。

屋内での植物工場のメリットとして一番大きいのは、外部環境に左右されずに安定生産できる点です。

DMM.makeエンジニア:
動画も非常にロボットの動きが滑らかですね。

市川様:
ただ、「果菜」の植物工場は様々な課題があり、現状あまり存在しておりません。

その中で、弊社が一番注力している果実がいちごです。

いちごを選んでいる理由は、一年中需要がありかつ単価が高い果物だからです。

いちご栽培のフェーズを大きく分けると3フェーズになり、「植え付け」「受粉」「収穫」になりますが、一番課題が大きいフェーズが「受粉」のフェーズです。

DMM.makeエンジニア:
「受粉」のフェーズですか?

市川様:
一般的な果物や野菜は、ハウス内にミツバチを放し飼いして受粉をさせ実をつけさせているのです。

しかし、植物工場内では、太陽光が当たらず閉鎖的な狭い空間でミツバチがストレスを感じてしまい受粉せずそのまま死んでしまう為、ミツバチを飼育する事が難しいのです。

つまり植物工場内では、ミツバチを飼育できないので受粉させる手段がないのです。ここが課題で果菜類の工場が出来ていないという現状です。

DMM.makeプロデューサー:
 いちごはハウス栽培をよく見かけるのですが、受粉させる作業はやはりミツバチなのでしょうか?

市川様:
そうですね。

毎年、農家様がミツバチを購入されて放し飼いする事で受粉させていますね。

DMM.makeプロデューサー:
ハウスであれば太陽光も当たるので、ミツバチがストレスを感じにくいので受粉できるという事なのでしょうか?

市川様:
ミツバチは、太陽光がある方向を感じています。太陽光が無いと巣に戻れなくなったりする特性があります。

この辺りの話はマニアックでディープな話なのですが。(笑)

次に大きいのが、「収穫」フェーズでの課題ですね。

収穫の難易度を下げる為に、受粉に着目

市川様:
各社様の収穫ロボットは農園に入れる前提で作られています。

ただ、農園内でミツバチは飛んでいるのですが、ミツバチ自体は受粉する為に飛んでいるのではなく生きるために花に飛んで蜜を集めています。

そうすると、ミツバチは好き勝手に受粉するので、例えばいちごの場合は密集して果実が実ってしまいます。

密集して果実が実ってしまうと、物理的にロボットが入り込めなくなったり、画像検出での処理が難しいという問題があります。

DMM.makeプロデューサー:
確かに、密集すると果実が重なって個体の画像検出が難しいですね。

市川様:
各社様の従来のロボットは、収穫に着目しこのような複雑な状態をどうやって攻略するか?というアプローチでした。しかし、弊社は収穫の難易度を下げる為に受粉に着目しています。

具体的には、今まで出来なかった受粉の制御が可能になり、収穫ロボットが収穫しやすい間隔で実る間隔を統一したり、花が咲いている時間で受粉のタイミングをずらし収穫するタイミング自体をずらす事も出来ます。

作っているモノとしましては、ミツバチの代わりに受粉を行うロボット・人の代わりに収穫を行うロボットでなるべく実に触れずに収穫します。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

あとは、ディープラーニングを使ったアルゴリズムで果実の成熟度を判定しています。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

DMM.makeエンジニア:
御社は、着眼点の違った側面からアプローチされたのですね。

市川様:
DMM.makeの3Dプリンター 出力サービスでは、このロボットのアタッチメントをナイロンで出力しています。あとは、いちごの下に隠れている車輪もナイロンですね。

完全自動栽培、一切、ヒトの手が触れない状態で、果菜類の安定生産と品質の確約を実現

市川様:
全体的な事業としては、弊社はいちごの生産を行いたい方々に対して工場向けのツールのご提供をしています。

弊社のロボットを、植物工場にご導入して頂くことで安定した果菜類の生産が可能なり、需要に合わせて生産や外気に触れさせず食品加工工場に直結させる事で、コストを抑えられます。

最初は、果実の植物工場を創る事が目的になっているのですが、最終的には完全自動栽培、一切ヒトの手が触れない状態で果菜類の安定生産と品質の確約を実現したいと考えております。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

活動しているチームは、NHK 学生ロボコン2018にて優勝経験を持つメンバーなど、工学分野に精通したメンバーで開発しております。

DMM.makeプロデューサー:
ありがとうございます。凄く理解できました。

以前お見せ頂いた時は、単純に水耕栽培と考えていたのですが完全に違いましたね。

受粉のシステムで、最終的には生産から食品加工工場までのシステムを創るためにやっていたのですね。

市川様:
以前のモノは、実験環境として用意していただけなので。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
植物工場はハウスで作るよりもコストがかかったりして、経営が上手くいかないイメージとしてあったのですが、果菜類のような単価が高いモノが作れたり完全自動化する事が出来たら、かなりメリットがあるのではと思いました。

受粉のコア技術として先行して取り組む

市川様:
現状、植物工場で黒字化できているのは1割~2割程度で、残りはトントンか赤字ですね。葉物だと体積当たりの単価が低くなったりしますし。

あと、ミツバチを飛ばしてやっている植物工場もあるのですが、折角、工場というヒトが管理出来る環境を作ったにも関わらず、ミツバチを外から持ってくる事によって、菌が付着していたり病害が発生してしまうリスクがあったりします。

そういった部分で、弊社のロボットをご利用頂く価値はあるのかなと思っております。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

DMM.makeプロデューサー:
ミツバチを使わなくていい植物工場が運用できるのは、先進的で面白いですね。

市川様:
課題として、まずは果菜類の植物工場を実現する事なのですが、「ミツバチがいなくなっても、新しい受粉の手段があるよ。」という受粉のコア技術として先行して取り組めたら、今後、社会にとってもいい事なのかなと思ってやっています。

DMM.makeエンジニア:
ご紹介、ありがとうございました。

— 最終製品はどのようなものでしょうか?

市川様:
ロボットのアタッチメントと車輪ですね。ナイロンで出力しました。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

DMM.makeエンジニア:
車輪をナイロンで出力された理由は何でしょう?

市川様:
個人用のデスクトップタイプの3Dプリンターですと、使える素材が限られていて強度的に足りなかったりします。

大きな造形物になると、出力時間が掛かった後で失敗すると開発費的にもダメージがあります。(笑)

そういった意味で出力した造形物が確実にモノとして届くというのは、スケジュールを立てる部分で安心感がありました。

DMM.makeエンジニア:
確実性のような部分ですね。

市川様:
そうですね。

車輪としても綺麗でしたし。車輪で歪むと性能にも響いてきますので。

自分達で出力して失敗したりサポート材を除去する時間などを考えると、DMM.makeの3Dプリンター 出力サービスを使わせて頂いても、コストとして問題ないかなと思っています。

DMM.makeプロデューサー:
デスクトップ機の3Dプリンターですと、どのぐらいお時間はかかっていましたか?

市川様:
20時間弱ぐらいですね。

最初、ABSで出力していたのですが、反りがあると使えなくなったりして4回ぐらい出力し直しましたね。

DMM.makeエンジニア:
それで、4日間ですものね。

市川様:
ちょっと、疲れてしまいました。(笑)

ナイロン3Dプリンターは、綺麗ですし色もかなり白に近く写真映えもいいですね。(笑)

安心して使えました。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
自分達でサポート材を除去したり4回程度失敗したという事を考えると、DMM.makeの3Dプリンター 出力サービスを利用したほうが、割安という事でしょうか?

市川様:
そうですね!(笑)

— 3Dプリンター導入前の工法についてお聞かせください。

DMM.makeエンジニア:
最初は、デスクトップタイプの3Dプリンターで試していて、弊社のナイロンに切り替えたという事でしょうか?

市川様:
はい、そうですね。

仕様変更がありそうな部分は、3Dプリンター前提の設計

DMM.makeプロデューサー:
他には板金だったり切削加工であったり、ご利用されている部分はあるのでしょうか?

市川様:
板金や切削はありますね。Webのオンデマンド製造サービスを使ってますね。

ゼロから形を作るより削ったほうがコストは安いですね。

DMM.makeプロデューサー:
今、Webのオンデマンド製造サービスで作っているモノはどのぐらいの価格のモノなのでしょうか?

市川様:
板金ですと1枚2,000円~3,000円ぐらいですね。切削ですと、1万円~1万5,000円ぐらいですね。

例えば、タイヤのハブとか。

DMM.makeエンジニア:
どの部分を3Dプリンターで作るか、最初の設計段階から考えていらっしゃるのでしょうか?

市川様:
アタッチメントとか今後、仕様変更がありそうな部分は3Dプリンター前提の設計をしていますね。

DMM.makeエンジニア:
イテレーションを行う部分は3Dプリンターという感じでしょうか?

市川様:
そうですね。

— DMM.make 3Dプリントサービスを活用する決断された理由はなんでしょう?

市川様:
価格とリードタイムが一番良かったですね。

周囲でも、DMM.makeの3Dプリンター 出力サービスを利用されている方々が多いですね。

3DデータをWebにアップロードして出力できるという点で、発注から納品までのフローがシンプルで、利用しやすいですね。

— 3Dプリンター導入後どのような変化がありましたか?

市川様:
スケジュールを立てる際、納期が予め決まっていますので、詳細なスケジュールが立てられるようになりました。

今までは失敗か成功か、みたいな事をやっていたので。

後は、設計の際、特定の部品はDMM.makeの3Dプリントサービスの素材前提で進めるとかありますね。使える材料の幅が広がって開発に活かせるようになりましたね。

DMM.makeエンジニア:
ナイロン以外でも出力された事はありますか?

市川様:
別件では、MJF(マルチジェットフュージョン方式/Multi Jet Fusion)ですね。

DMM.makeプロデューサー:
その時はいかがでしたでしょうか?

市川様:
ナイロンとそれ程値段が変わらなくて良かったですね。

お客様のプロダクトとか、切削するまでもない部品や加重がかからない部品にも、安心して使えたりしますね。

DMM.makeプロデューサー:
今、MJFの材料は3パターンご用意しております。

ナイロンと同じ素材のPA12とガラス強化系の素材、PA11という若干靱性がある素材があります。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

用途に合わせてご利用頂ければと思います。

Webで完結出来るサービスに期待

— ものづくり業界に今後期待していることはなんでしょう?

市川様:
これまではメールベースで、二次元のデータを送って加工の見積もりをして貰って、銀行振り込みをしていて凄く時間を取られていました。

最近は、ハードウェアでもアジャイル的な開発をされる会社が増えてきて、特にスタートアップだとそういう形が増えてきています。

加工サービスを使う上で、Webで完結出来たり設計した3Dデータファイルのまま送信出来たりすると、開発も進みますし無駄なコミュニケーションが無くなると思いますね。

徐々に他の加工サービスも、Webで完結出来ると凄く嬉しいなと思います。

DMM.makeプロデューサー:
そこは、弊社も掘り下げていきたい領域ですので、これからもご期待にお答え出来るように、頑張っていきたいと思います。

塗装面が指定されて指定通りに塗装できるサービスなどは、ニーズもあるのではと思っています。塗装や後処理の部分でコミュニケーションを削減出来るようなサービスも、設けていきたいと思っています。

市川様:
あとDMM.make3Dプリントサービスに対して期待している事としては、翌日配送ができればいいなぁと思いますね。

超急ぎの案件などに利用したいですね。(笑)

そうならないように、設計すべきなのですが。(笑)

DMM.makeプロデューサー:
粉末焼結積層造形方式(SLS)は、処理に凄く時間が掛かってしまうんですね。

製造時間で24時間~48時間程度かかります。その後、粉末焼結の場合は冷却処理が入ります。

大体170℃ぐらいまでチャンバー内を昇温するので、それを自然空冷するのに2日間程度かかってしまうんですよね。

市川様:
あ、そうなんですね。

では、配送というより処理に時間がかかっているんですね。

DMM.makeプロデューサー:
4日未満に中々出来ない理由が、粉末を焼き固めて冷却する工程に時間が掛かっている部分なんです。

DMM.makeエンジニア:
急速に冷却すると変形したりするので、それを避ける為に2日間程度置いて冷却しています。

DMM.makeプロデューサー:
樹脂のアニーリングの処理に近いので、強度を高める作用も同時に動いています。ゆっくり取り出す事によって、アニーリングが進み樹脂の強度も増すという事も発生しています。

沢山のお客様からご要望が多く未だお答え出来ないのが、粉末を焼き固めて冷却する工程に時間が掛かっている部分が大きいからですね。

— 最後に、御社の今後の展望をお聞かせください。

市川様:
今まで出来ていなかった完全自動栽培の植物工場の実現をやっていきたいなと思っております。

植物工場用ロボットで農業の未来を切り拓き安定した食糧供給に貢献する為、果実の全自動栽培を目的としたロボットの研究開発を行っているHarvestX株式会社の市川様にお話しを伺いました。ロボットのアタッチメントと車輪部分に3Dプリンターを利用した事例です。

DMM.make様とも様々な分野でご一緒できたらなと思っております。

DMM.makeプロデューサー、エンジニア:
ありがとうございます。

今後とも、よろしくお願いいたします。

本日はありがとうございました。

市川様:
ありがとうございました。今後とも、よろしくお願いいたします。



今回のケースではイテレーションで開発・設計される部分を、3Dプリンター前提で設計し、最終製品を造形した事例をご紹介頂きました。

マスプロダクションサービスでは試作品造形・検証から最終製品の量産、そしてプリンターの導入まで企業様をサポートするサービスをご提案させていただきます。

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