2025年2月28日 JSTアジア・太平洋総合研究センター

2024年、世界の人口は80億人を突破し、世界各地で記録的な気温上昇やSDGへの国際的な関心が高まったことから、食糧と水の安全保障、そしてそれを達成するための最新技術への注目が高まっている。一方、世界の多くの先進国では、高齢化社会や農業への関心の低下により、農業という重要産業で労働力不足が表面化している。気候変動も相まって、この重要分野で労働力が不足する可能性がある。これらの問題には現代的な解決策が必要であり、人工知能 (AI)、ロボット工学、モノのインターネット (IoT) などの技術が、このジレンマを緩和する鍵となり得る。

バングラデシュ出身のトファエル・アハメド准教授は、これらの問題の解決策を見つけるために懸命に取り組んでいる研究者の1人である。ある晴れた日、筑波大学の緑に囲まれたオフィスで、アハメド准教授は我々と共に座り、日本で農業工学の研究を始めるに至った経緯、AI、自動化、IoTなどといった現在と将来の研究テーマ、そして自身の分野における国際的な頭脳循環を促進する活動について語ってくれた。

海外での研究を通じて成功の種をまく

トファエル・アハメド准教授は、バングラデシュの首都ダッカで生まれた。そこは、世界最大の河川デルタでありバングラデシュにとって極めて重要な農業地域であるガンジス川デルタのすぐ北に位置している。ここは地球上で最も肥沃な地域のひとつであり、アハメド准教授が幼少時代を過ごしたところである。彼はここでガーデニングに興味を持ち、農業工学に関心を持った。彼は、水、土壌、植物、気候のバランスをとることの重要性を痛感し、そこから農業システムに興味を持つようになったと語る。

「私は昔からガーデニングが大好きでした。研究は終わりのないプロセスなので、すべてを終わらせることはできませんが、何かを育てようとすると、何かを『終えた』という気分になります。だから、私はガーデニング、特に緑地が大好きです。緑地は、仕事に対するエネルギーを与えてくれる気がします」彼は、ガーデニングと緑地が、農業の分野に進もうと決意する上で重要な役割を果たしたと語った。さまざまな植物で溢れかえっている彼のオフィスは、緑地と植物を育てることへの強い興味を表している。

アハメド准教授は、ダッカ郊外にアジア最大級の専用キャンパスを持つバングラデシュ農業大学で研究の世界に入った。彼は1996年に農業工学の理学士号を取得して学部課程を修了し、その後、農業動力機械の修士号を取得し、間もなく、この大学で講師として教鞭を取るようになった。機械とセンサーシステムの自動化に魅了されていた彼は、日本の状況についてもっと知りたいという意欲を持つようになった。

日本に惹かれた理由について、アハメド准教授は「農業における自動化と機械の発達にずっと興味を持っていました。この話題になると、まず日本が頭に浮かぶと思います。日本で使われている機械のほとんどはバングラデシュのものと似ていて、機械のサイズも似ています。バングラデシュではクボタの日本製トラクターを使っていました。例えば植物の分布や農場の大きさなどといったパターンは、アジア太平洋地域で共通しています。それで、学部生の頃に日本製の機械を使って学んだことが、日本でさらに勉強したいという強い意欲につながりました」と語る。バングラデシュ農業大学を訪れていた日本人教授と出会ったことが彼の興味をさらに高めた。在バングラデシュ日本大使館が文部科学省国費留学生の募集を開始したとき、彼はそのチャンスに飛びつき、農業研究に力を入れている筑波大学の博士課程に入学が認められた。筑波大学在学中は、指導教官である瀧川具弘教授と小池正之教授は、彼の経験の中で特に大きな存在だった。

アハメド准教授は2006年に博士号を取得し、バングラデシュ農業大学の助教授として引き続き教鞭を取るために帰国した。その一方、筑波大学の外国人客員研究員の職も維持していた。しかし、留学がきっかけとなってさらにスキルを磨きたいと考えるようになり、2008年半ばに米国のイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校でポスドク研究員となる機会を得た。この経験により、グリーンエネルギー用バイオマス原料の研究を行う大規模な国際チームに入ることができた。彼は特にリモート・センシング・システムに力を入れており、このプロジェクトで注目されたことのひとつは、マルチスペクトル・カメラを使う40mのタワー・リモート・センシング・システムを設置し、農家が作物の最適な収穫時期を把握できる画像を撮影したことだった。

ポスドク研究員を終えバングラデシュの元の職に戻ったとき、日本に戻る興味深いチャンスが舞い込んだ。「私の指導教官である瀧川具弘教授が、2010年に日本で始まるグローバル30プロジェクトについて教えてくれたので、喜んで日本に戻りました。私は瀧川教授が大好きなので、戻るのが楽しみでした。私が学生として来たときは、大学で英語がほとんど使われていませんでした。しかし、このプロジェクトは国際化を促進することを目的としていたため、世界中から筑波大学に来た留学生に対し、学部・修士・博士課程の学生に英語で教えなければなりませんでした」 2010年に准教授となってから、彼のチームは20人に増えた。9人が正規の博士課程の学生であり、7人が修士課程を履修している。彼らは、畑や屋内の作物や家禽のモニタリング用エンジニアリングソリューションの開発に向けて、協力して熱心に研究を行っている。

スマート農業を利用して地元の問題を解決する

農業工学の分野といえば、土壌力学、水の使用、作物生産システムなど、さまざまな技術やテーマが思い浮かぶであろう。アハメド准教授は、現在調査している分野を3つの領域に分けた。「私は農業工学を学んできました。そして、私の仕事は土を耕し植物を生産する機械、ロボット工学の自動化、または機械システムを支え、人間の関与を最小限にするものに関わっています。つまり、基本的に『半自律機能』を備えた中小規模のロボット、機械学習システム、そして広範囲リモートセンシングという3つの領域に集中しているのです」

半自律とは、最小限の入力で農家を支援するロボットを指す。ロボットは、ただ観察するだけでよい。2つ目の領域である機械学習は、温室などで活用されている。作物の近くにセンサーやカメラを設置することで、農家はAIを使ってカルシウム不足や湿度の問題などを特定し、迅速に対応して改善したり、早期警告システムや選別ロボットを開発したりできる。リモートセンシングは非常に広範囲をカバーするが、まずは小規模または広範囲をカバーできるリモート衛星センシングから始まる。ドローンなどの無人航空機（UAV）を使うと、人間にはなかなか行けない場所であっても、近くから見ることができる。最後には地上からのリモートセンシングもできる。「これら3つが組み合わさって『スマート農業』という分野が生まれますが、農家を支援する手法としては、まだそれほどスマートではありません!」とアハメド准教授は笑った。

世界のさまざまな地域にはさまざまなニーズや問題が存在するが、特に農業の分野では大きい。しかし、都市生活への移行、及び農村部における熱意のある若い労働力の不足は、共通のテーマである。その他の問題としては、地理、気候の違い、平均気温の世界的上昇傾向などが挙げられる。これは降雨量と花粉媒介生物種に影響を与えている。アハメド教授は、3か国での経験から得た洞察を教えてくれた。「私の母国では、気候が最大の課題です。バングラデシュでは洪水が大きな問題となることが多いのですが、川は大量の堆積物を運ぶため、生産上の利点もあるのです!日本では大量の肥料を追加する必要がありますし、米国ではさらに必要です。バングラデシュは巨大なデルタで覆われており、国土のほぼ50％が川とその流域ですが、日本では国土の70％以上が山岳地帯です。これは大きな課題です。米国は非常に広大で、一部地方の気候は非常に厳しいのですが、非常に多様性があるので、さまざまな地域でさまざまな作物を栽培できます」

彼は、日本特有のさまざまな問題を教えてくれた。問題の一つは、多くの若者が都市部に移動することである。別の問題は、冬が厳しいことである。つまり、食料を栽培できるのは一年のうちごく一部ということであり、バングラデシュと大きく異なっている。このため、輸入に大きく依存する結果となっている。温室や低コストの植物ハウスは、この点で重点的に取り組むべき重要な取り組みとなる。耕作地という別の問題もある。茨城県と千葉県は平坦で栽培に理想的だが、日本の他の多くの地域は実に山が多い。スマート農業は、これらの問題の解決策を見つける鍵となる。

しかし、アハメド准教授は、労働力不足などの問題に対する解決策を見つけるには、社会的アプローチも必要だと強く述べた。「自動化が問題を解決するにはまだ時間がかかり、その間に社会的解決策を見つける必要があります。起業家やイノベーターを農業に招き入れ、その仕事に対して報酬を与える必要があります」 彼はまた、AIと自動化は都市部のオフィスの仕事にも影響を与え、オフィスワーカーが将来、植物生産管理者などの役職に就き、それが農業問題の解決に役立つかもしれないと述べた。その他、農業に携わる学生を、国内トップクラスの大学に優先的に推薦することを提案した。

アハメド准教授には、将来のために取り組みたい研究テーマがいくつもある。植物の品種を微気候に適応させること、気候変動がこれに与える影響に挑戦すること、そして遺伝学者と学際的研究を行い新しい畑作作物種を開発する可能性が浮上した。彼はまた、農作物、果樹園、及び植物工場や温室などの制御された成長環境向けの自律技術、ロボット工学、センシングをさらに開発していこうと考えている。

国際頭脳循環の重要性

文化的にも農業環境的にも全く異なる3か国での研究経験を持つアハメド准教授は、国際頭脳循環の利点を示す素晴らしい例である。日本の機械に対する強い関心から始まり、チャンスをつかんで海外に渡り、日本の筑波と米国のイリノイ州で研究を行ったことが彼のキャリアに大きな影響を与えた。彼は各国についての印象を私たちにいくつか語ってくれた。

気候については、バングラデシュは大きな利点を持つ。ガンジス川デルタとヒマラヤ山脈から流れ込む非常に生産性の高い堆積物により、土壌は非常に肥沃である。しかし、研究プロジェクトの主導やフェーズ管理に関わる役割を果たす適切な人材の確保や効果的なマネジメントについては課題を抱えている。米国は非常に大きな地理的利点を持つ。米国にはさまざまな地形と気候があるので、多種多様な作物を栽培できる。しかし、単一栽培と農薬の大量使用という課題がある。アメリカの研究環境は、全米科学財団のアウトリーチ活動に大きな利点があり、チームによる活動を積極的に推進していることから、アハメド准教授にとって魅力的なものだった。

日本には別の課題がいくつもある。バングラデシュとは対照的に、日本は耕作可能な土地が十分ではなく、冬は厳しいため大規模生産は困難である。日本の労働倫理、リーダーシップ構造、研究者の選考システムは注目に値する。それにもかかわらず、アハメド准教授は専門分野の相互作用は改善できる領域であると感じた。アハメド准教授は、農業技術者の研究拠点としての日本の利点について「日本のイノベーションと機械研究はアジア諸国にとても役に立つことがわかりました。また、日本は地域の小規模農家にとって理想的な農業モデルの一つです」とさらに述べた。

しかし、2002年に初めてこの国に来たときは、いくつかの困難があった。「初めて来たときは、言葉の壁を乗り越えるのに明らかな学習曲線がありました。6か月間の基礎語学コースを受講したことが、徐々に生活に慣れる役に立ちました」 ここで彼の指導教官は大きな助けとなり、アハメド准教授に研究室の活動やさまざまなプログラムに参加するよう勧めた。彼は続けて、「ここで楽しい時間を過ごして成功するには、言語と文化を学ぶことを強くお勧めします。今でも、看板やお店で見かける日本語の文字を読んで理解するのが楽しいです」と語った。

アハメド准教授は、ここ数年間、日本とバングラデシュの協力関係を深めることに個人的に貢献しようと努めてきたと述べた。彼はJST SATREPSプロジェクト及びJSPS国際共同プロジェクトを通じてバングラデシュ農業研究評議会と協力しており、また、若手研究者を博士課程で指導している。また、彼が指導した学生のうち6名は博士課程を終了後、バングラデシュに帰国し、教職に就いている。さらに、アハメド准教授は、共に研究したイリノイのチームと強い絆を保ち続けており、筑波大学で毎年開催されるアウトリーチ活動であるTsukuba Global Science Weekで研究成果を発表するようチームを招待している。まさに、国際頭脳循環のメリットを示す素晴らしい例となっている。

アハメド准教授は、農業工学分野に進もうと考える研究者にアドバイスをくれた。「農業は、人が幸福になるための基本的なニーズです。農業を通じて地域社会や世界に貢献できることはたくさんあります。 私たちが協力すれば、持続可能で安全な食料生産について多くの解決策が見つかるでしょう」 これは、国際頭脳循環に参加し、日本で研究を行うことを希望する人々に特に当てはまる。

未来に向かって成長する

アハマド准教授は、研究と学生への指導が大好きであること、そして学術界での役割を続けていきたいという願望について何度も語ってくれた。彼は「学生たちとは非常に強いつながりを感じています。彼らは日本で私たちの分野に貢献してくれています。今後10年間で私たちの取り組みを広げ、世界に貢献していきたいと思います」と述べた。また、彼らが実施しているいくつかのプロジェクト、特にAIとIoTについて、地元の日本企業と協力して進捗速度が速まっていることにも触れた。筑波大学は産学連携活動も行っており、アハマド准教授は今後さらにその活動に貢献したいと考えている。

アハマド准教授は、オーストラリア、ドイツ、英国、インドネシア、マレーシア、ミャンマー、スリランカ、タイ、フィリピンなどといった国々との国際共同研究を通じて、国際頭脳循環を促進する活動を続けたいという計画も持っている。もう1つのグローバルプロジェクトは宇宙環境での植物生産であり、これは宇宙飛行士の役に立つ。しかし、彼は基礎研究に重点を置き、研究室で学生を指導することに関わりたいという強い意志を持つ。

トファエル・アハメド准教授は非常に重要な分野の研究に取り組む研究者であり、国際頭脳循環の利点を示す素晴らしい例である。彼が3つの全く異なる国で働き、研究を行った時間とそこでの経験から学んだ教訓は、彼が行っている現在の研究を、世界中の農家や農業産業に役立つ果実とするのに役立っている。今後、彼の研究活動について、そしておそらく彼の非常に多様な学生たちから、さらに多くの話を聞けることを楽しみにしている。