[論文レビュー] SugarChain: Blockchain technology meets Agriculture -- The case study and analysis of the Indian sugarcane farming

Naresh Kshetri, Chandra Sekhar Bhusal+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 20, 2023

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 7

ひとこと要約

SugarChainは、中間業者を排除し、取引を自動化し、農民が正確で迅速な報酬を受け取ることを保証することで、インドのサトウキビ農業分野における透明性と公正性を向上させるブロックチェーンベースのサプライチェーンシステムを提案する。このシステムは、インドの農民からの実地データを用いて検証され、信頼性の向上、取引コストの削減、農産物取引におけるトレーサビリティの向上を実証した。

ABSTRACT

Not only in our country and Asia, but the agriculture sector is also lagging all over the world while using new technologies and innovations. Farmers are not getting the accurate price and compensation of their products because of several reasons. The intermediate persons or say middlemen are controlling the prices and product delivery on their own. Due to lack of education, technological advancement, market knowledge, post-harvesting processes, and middleman involvement, farmers are always deprived of their actual pay and efforts. The use of blockchain technology can help such farmers to automate the process with high trust. We have presented our case study and analysis for the Indian sugarcane farming with data collected from farmers. The system implementation, testing, and result analysis has been shown based on the case study. The overall purpose of our research is to emphasize and motivate the agricultural products and benefit the farmers with the use of blockchain technology.

研究の動機と目的

• 中間業者や市場アクセスの欠如により、農民が不当な価格を受け取るというインドのサトウキビサプライチェーンにおける構造的非効率を是正すること。
• 農場から市場までのサトウキビ取引を追跡する透明性があり、改ざん不能で信頼性の高いシステムを構築するため、ブロックチェーン技術を活用すること。
• 生産、品質、価格に関する検証可能な記録を農民に提供し、交渉力と財務的成果を向上させること。
• インドのサトウキビ農業における実世界の事例研究を通じて、農業サプライチェーンにおけるブロックチェーン導入の実現可能性と利点を示すこと。
• デジタルリテラシーが低く、インフラ整備が不十分な発展途上経済における農業ブロックチェーンアプリケーションのスケーラブルなモデルを提供すること。

提案手法

• 農業サプライチェーンに特化した許可型ブロックチェーンアーキテクチャを設計し、農民がアクセス可能なデータの整合性と可用性に焦点を当てる。
• IoTとモバイルベースのデータ入力を統合し、農民が直接サトウキビの生産、品質指標、収穫データを記録できるようにする。
• 価格、納品、支払いなどの取引記録をブロックチェーンに保存することで、改ざん不能性と監査可能性を確保する。
• 納品と品質適合が検証された段階で支払いを自動化するスマートコントラクトを実装し、遅延や紛争を削減する。
• 農民と関係者を認証する分散型アイデンティティフレームワークを導入し、データの機微性とシステムの整合性を確保する。
• インドの実際のサトウキビ農民を対象にフィールドテストを実施し、システムの使いやすさ、性能、取引の透明性への影響を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ブロックチェーン技術は、インドのサトウキビサプライチェーンにおける透明性をどのように向上させ、腐敗を減少させることができるか？
• RQ2 ブロックチェーンベースのシステムは、どの程度中間業者の影響を低減させ、農民が公正な報酬を受け取ることを保証できるか？
• RQ3 デジタルリテラシーが低い小規模農家にブロックチェーンシステムを展開する際の実際の課題は何か？
• RQ4 モバイルデータ収集とスマートコントラクトの統合は、農業取引における信頼性と効率性をどのように向上させるか？
• RQ5 SugarChainフレームワークを用いることで、トレーサビリティ、取引速度、コスト削減の面でどの程度の測定可能な改善が達成されたか？

主な発見

• SugarChainシステムにより、農民と買主の間でブロックチェーン記録を通じた直接的で透明な取引が可能になり、中間業者への依存が著しく減少した。
• スマートコントラクトが納品を検証した段階ですぐに支払いを発動するため、農民は支払いの正確性と迅速性に対する信頼を高めた。
• システムによりデータのトレーサビリティが向上し、すべてのステークホルダーがサトウキビの出荷元、品質、価格をサプライチェーンの各段階で検証できるようになった。
• フィールドテストの結果、デジタルアクセスが限られた農民でも、モバイルベースのインターフェースを効果的に使用してデータの入力と取得が可能であることが判明し、インfra構築が不十分な環境でも利用可能であることが示された。
• 実装により取引紛争や遅延が顕著に減少し、ステークホルダーはシステムの公平性と信頼性に対する信頼を高めた。
• 本研究では、ユーザーフレンドリーなモバイルインターフェースと現地の支援体制を併用することで、デジタルリテラシーが低い農村経済においてもブロックチェーンベースのシステムを農業経済に適応可能であることが確認された。