養殖魚に取り付けたLEDと生簀に設置した水中カメラを用いてデータを収集する方式を検討したものになります。
文献情報
- 著者: Y. Taniguchi
- 題目: A system for monitoring farmed fish via LED-based visible light communication
- 雑誌: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
- 出版: 2019年11月
- DOI: https://doi.org/10.1002/tee.22996
研究概要
クロマグロなどの高級魚を効率よく育てるため、魚自身に小さなセンサーを取り付けて健康状態や行動を観察する技術が注目されています。しかし、従来の水中通信で使われる音波は消費電力が大きく、小さなバッテリーでは数年間動かし続けるのが難しいという課題がありました。そこで本研究では、音波の代わりにLEDの光を使った、以下のような通信（可視光通信）システムを提案しています。
- 魚にLEDを取り付ける：フルカラーLEDがついたセンサーを魚に装着し、計測データを「光の色」に変えて送信します。
- いけすの底からカメラで受け取る：いけすの底に全方位カメラ（360度撮影できるカメラ）を設置し、映像を解析してデータを受信します。
LEDを光らせるだけなので、音波通信に比べて消費電力を大幅に抑えられると考えられます。また、カメラなら複数の魚の光を同時に撮影・識別できるため、通信の衝突を防ぐ複雑な制御が不要で、装置を安くシンプルに作れるメリットもあります。
一方で「他の魚が邪魔になると光が届かない」というデメリットがあります。そこでコンピュータ上のシミュレーションで通信の成功率を調べたところ、以下のことが分かりました。
- 魚が増えたり大きくなると受信率は下がる：魚の影ができやすくなるためです。
- カメラを増やすと大幅に改善する：底に置くカメラを1台から4台に増やすと、受信率は36％から77％へと大きく上がりました。
- 深い場所にいる時が送信のチャンス：カメラは底にあるため、魚が深い場所を泳いでいる時ほど影になりにくく、データが届きやすくなります。
今後は魚が深場に潜ったタイミングでデータを送るといった工夫を取り入れることで、省エネで効率的な養殖モニタリングの実現が期待されています。
関連リンク
- 養殖生簀内を想定した軽量・低消費電力なデータ収集手法：音響通信でのシングルホップ通信を想定した研究です。
- 養殖魚同士の通信に基づくデータ収集手法 ：音響通信でのマルチホップ通信を想定した研究です。
（本記事の文章の校正と画像生成にGeminiを使っています。正確な情報は文献を参照ください。）