植物成長予測制御研究室

植物成長予測制御研究室(研究室代表 福田弘和)

Laboratory of the Prediction and Control of Plant Growth

目的

植物工場における成長・代謝プロセスを数理モデル化し、コンピューター内で成長ならびに有用成分動態の緻密なシミュレーションを実現するための技術開発を行う。

概要

本研究室では、研究室設置期間中、栽培計画最適化の高精度化ならびに高速化に資することを目的に以下の3つの課題に取り組み、植物工場における成長プロセスの数理モデル化・シミュレーションを実現するための技術開発を行う。

  1. データに基づく数理モデルの構築
    ・ビッグデータ技術の開発
    ビッグデータを取得・管理・解析する技術
    ・モデリング技術開発
    生理学に基づくモデリング
    力学に基づくモデリング
    統計モデリング
  2. シミュレーションによる生産予測と最適化
    下記の植物工場における生命制御科学の特徴を踏まえ、技術開発を行う。
    ・連続栽培 →成長の数理、不連続性と安定性
    ・集団分布 →生産計画、成長予測
    ・自然環境から解放された栽培 →自律性と未踏条件
    ・自由度の高い制御 →非線形応答
  3. 技術の一般化
    太陽光型植物工場への展開(高山氏との共同研究)
研究員(スタッフ)紹介
  • 研究代表者
    1. 氏名 福田 弘和(大阪府立大学大学院工学研究科・教授)
    2. 専門領域 数理生物学
    3. 研究所における役割分担 代表、統括
    4. ホームページ http://www.bioproduction-opu.info/
    5. 主な業績
      ・植物の概日リズム時空間ダイナミクスの数理モデル
      H. Fukuda, H. Murase, I.T. Tokuda: Controlling circadian rhythms by dark-pulse perturbations in Arabidopsis thaliana, Scientific Reports, 3, 1533, (2013).
      ・植物工場におけるオミクス解析
      Higashi T, Tanigaki Y, Takayama K, Nagano AJ, Honjo MN, Fukuda H. Detection of Diurnal Variation of Tomato Transcriptome through the Molecular Timetable Method in a Sunlight-Type Plant Factory. Front. Plant Sci. 7: 87. (2016) doi: 10.3389/fpls.2016.00087
      ・苗診断技術
      Moriyuki S and Fukuda H. High-Throughput Growth Prediction for Lactuca sativa L. Seedlings Using Chlorophyll Fluorescence in a Plant Factory with Artificial Lighting. Front. Plant Sci. 7: 394. (2016) doi: 10.3389/fpls.2016.00394
  • 研究員
    1. 氏名 谷水 義隆(大阪府立大学大学院工学研究科・教授)
    2. 専門領域 サプライチェーンマネジメント
    3. 研究所における役割分担 モデリング・シミュレーション
    4. 主な業績
      Flexible Multi-Layered Dynamic Supply Chain Models with Cooperative Negotiation, Y. Tanimizu, C. Ozawa, Y. Shimizu, B. Orita, K. Iwamura, N. Sugimura, International Journal of Automation Technology, 7(1), pp. 128-135 (2013).
  • 研究員
    1. 氏名 高山 弘太朗(愛媛大学大学院農学研究科・准教授)
    2. 専門領域 生物環境工学
    3. 研究所における役割分担 太陽光型植物工場への展開
    4. 主な業績
      ○太陽光型トマト植物工場における生体計測
      K. Takayama, et al., Development of Chlorophyll Fluorescence Imaging Robot for Practical Use in Commercial Greenhous. Acta Horticulturae, 1037, 671-676, 2014.
  • 研究員
    1. 氏名 谷垣 悠介(大阪府立大学大学院工学研究科・客員研究員)
    2. 専門領域 植物生理学
    3. 研究所における役割分担 代謝データ解析
    4. 主な業績
      ○植物工場におけるオミクス解析
      Tanigaki Y., Higashi T., Takatama K., et al.: Transcriptome Analysis of Plant Hormone-Related Tomato (Solanum lycopersicum) Genes in a Sunlight-Type Plant Factory. PLoS ONE DOI:10.1371/journal.pone.0143412, 2016.
      Higashi T., Tanigaki Y., Takayama K., et al.: Detection of Diurnal Variation of Tomato Transcriptome through the Molecular Timetable Method in a Sunlight-Type Plant Factory. Front. Plant Sci. 7:87, 2016.