欧州連合の科学者チームが、光子技術を利用して人間の目には見えない詳細を明らかにする高度なカメラを開発中です。この革新的な技術は、特に垂直農業を含むさまざまな産業を変革することを目指しています。このカメラは、サラダやハーブ、マイクログリーンなどの作物を栽培している農家が、植物の病気を早期に検出し、作物の健康を正確に監視し、収穫時期を最適化することで、最大20%の収穫量の向上を可能にします。

ハイパーイメージプロジェクト

フォトニクスパートナーシップの下で資金提供を受けている新しいコンソーシアムが、農産物から工場製品まで、最高の品質基準を満たすことを確保するためのイメージングプラットフォームを開発しています。このプロジェクトは「ハイパーイメージ」と名付けられ、人間の知覚を超えた要素を検出することで、さまざまな分野での品質保証と業務効率を革新することを目指しています。この高度なイメージングシステムは、AIの機械学習アルゴリズムを用いてオブジェクトの特定を強化し、より正確な意思決定を実現します。

ハイパースペクトルイメージングの活用

ハイパースペクトルイメージングは、人間の目に見えない詳細を明らかにする画期的な方法です。従来のカメラが赤、緑、青の光だけを捉えるのに対し、ハイパースペクトルカメラは、赤外線から紫外線までの数百の異なる波長の光を記録します。科学者たちは、このスペクトルデータをリアルタイムでAIを使って分析し、さまざまなオブジェクトや材料を分類し、塗料、汚染物質、または作物の病気などを即座に特定します。

産業と農業への影響

フラウンホーファーIWSのハイパーイメージプロジェクト責任者アレクサンダー・カバルディアディ・ヴァイコフスキーは、「ハイパースペクトルカメラを自律システムに統合することは、技術と応用の両面で大きな進歩を表しています。このイメージング技術は、産業と農業の生産性と持続可能性を向上させることを約束します」と説明しています。ハイパースペクトルイメージングは1980年代から存在していますが、ハイパーイメージチームが現在探求しているアプリケーションのために、リアルタイムで人工知能とともに使用されるのは初めてです。

新しいシステムの多様な応用

「私たちの新しいシステムは自動化された垂直農業のために開発されていますが、同時に品質管理の向上やオフロード自律運転のナビゲーション、無人地理監視ドローンの視覚システムの改善にも利用されています。革新的なハイパーイメージアプローチにより、自律車両は詳細な景観分析を行い、屋外環境における通行可能性に関する情報に基づいた意思決定を行えるようになります。異なるカメラメーカー間でハイパースペクトルデータを標準化することで、オブジェクト認識と品質管理のための普遍的なソリューションを作成することを目指しています」とカバルディアディ・ヴァイコフスキーは述べています。

ハイパーイメージチームは、監視ドローンの効率を向上させるためにも取り組んでいます。ハイパーイメージプラットフォームで展開される光子コンポーネントとスペクトルイメージング技術は、最終的にUAVが監視およびモニタリングの任務をより長く、よりエネルギー効率よく、効果的に実行できるようにします。「UAVを使用するタスク、例えば環境モニタリング、インフラ点検、災害管理、農業調査は、すべてハイパーイメージシステムによって改善される可能性があります。ハイパースペクトルイメージングを利用することで、ドローンは異なる波長にわたって詳細なデータを取得し、植物の微妙な変化を検出したり、材料を特定したり、従来のセンサーよりもはるかに高い精度でインフラの整合性を監視したりすることができます」とカバルディアディ・ヴァイコフスキーは述べています。

将来の展望とプロジェクトの目標

チームは、軽量で高解像度のハイパースペクトル視覚システムを開発することによって、ドローンの重量を10%削減することに取り組んでいます（最大離陸重量25kgクラス）。この重量削減により、より大きなバッテリーのための追加スペースが生まれ、結果として飛行時間が50%増加します。このプロジェクトは2027年に完了する予定で、欧州連合によって資金提供され、産業と学界の12のパートナーからなるコンソーシアムが集まっています。