[論文レビュー] Internet of Things (IoT) based Smart Agriculture Aiming to Achieve Sustainable Goals

Dewan Nur Anjum Ashir, Md Taimur Ahad+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2022

Smart Cities and Technologies被引用数 7

ひとこと要約

本研究は、国連持続可能な開発目標（SDGs）と整合するIoTベースのスマート農業モデルを提案しており、技術が持続可能な農業を支援する方法を示している。リアルタイムの環境モニタリングとデータドリブン意思決定を統合することで、清浄水（6）、安価でクリーンなエネルギー（7）、産業とイノベーション（8）、インフラ（9）、持続可能な都市（11）、責任ある消費（12）のSDGターゲットを支援する。

ABSTRACT

Despite the fact, a handful of scholars have endorsed the Internet of Things (IoT) as an effective transformative tool for shifting traditional farming to smart farming, relatively little study has addressed the enabling role of smart agriculture in achieving sustainable agriculture and green climate. Researchers are more focused on technological invention and model introduction rather than discussing societal or global development goals. Sustainable development goals (SDGs) designed by United Nations (UN), therefore demand discussions as SDGs targets have a closer implication of technology. To fill this gap, in this study a model of smart agriculture is developed and centring the model we investigated how the model addresses SDGs targets. The investigation suggests that smart agriculture supports targets mentioned in Goal 6, 7, 8, 9, 11 and 12 of SDG. This research is very important, both for developing and developed nations since most of the nations are moving more towards industrialization and aiming to achieve the SDG goals This research is expected to provide a path to the IT practitioners, governments and developing agencies on how technological intervention can provide a more sustainable agricultural world.

研究の動機と目的

• スマート農業技術とグローバルな持続可能性目標、特に国連SDGsを結びつける研究の空白を埋める。
• IoTベースの農業システムが技術的イノベーションを越えて、特定のSDGターゲットにどのように貢献できるかを調査する。
• IT実務者、政府、開発機関が持続可能な農業ソリューションを実装するための実用的フレームワークを提供する。
• 技術的モデルにとどまらず、スマート農業の社会的・環境的影響を強調する。
• 工業化途上国を含め、農業分野におけるIoTを、より広範な持続可能な開発の成果を達成するためのツールとして位置づける。

提案手法

• 土壌水分、温度、湿度、光のリアルタイムモニタリングに役立つセンサーを統合したIoTベースのスマート農業モデルの設計。
• センサーのデータを分析し、自動化されたアクション（例：灌漑、アラート）を発動する集中型データ処理システムの実装。
• 構造化された一致フレームワークを用いて、モデルの機能を特定のSDGターゲットにマッピング。
• スケーラビリティと信頼性を確保するため、エッジデバイス、通信ネットワーク、クラウドベースの分析を組み合わせた多層アーキテクチャの採用。
• 技術的機能の文脈的・定性的分析を通じて、モデルがSDGの目標とどの程度整合しているかを検証。
• 発展途上国および先進国における実用的導入を重視し、現実の農業現場での関連性を確保。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IoTベースのスマート農業システムは、どのようにして国連持続可能な開発目標（SDGs）を直接支援できるか？
• RQ2 現在のIoT対応農業技術が、どの具体的なSDGターゲットを最も効果的にカバーできるか？
• RQ3 農業におけるIoTの統合は、技術的進歩を越えて、持続可能な開発にどの程度貢献するか？
• RQ4 IT実務者と政策立案者が、持続可能な農業のためのIoTベースのソリューションをどのように拡大できるか？
• RQ5 本研究で提示されたモデルは、技術的イノベーションとグローバルな持続可能性の目標の間のギャップをどのように埋めるか？

主な発見

• 提案されたIoTベースのスマート農業モデルは、SDG 6（清浄水および下水処理）、SDG 7（安価でクリーンなエネルギー）、SDG 8（図りがたい労働と経済成長）、SDG 9（産業、イノベーション、インフラ）、SDG 11（持続可能な都市とコミュニティ）、SDG 12（責任ある消費と生産）のターゲットを直接支援する。
• 自動灌漑と監視を通じて、水とエネルギーの効率的使用が可能になり、浪費を減らし、資源の持続可能性を支援する。
• データドリブンな農業意思決定を可能にすることで、生産性が向上し、農村部の経済発展を支援する。これはSDG 8およびSDG 11と整合する。
• IoTの統合により、環境への影響を最小限に抑え、持続可能な土地利用を促進することで、気候レジリエンスが強化される。
• 政府や開発機関が、単なる効率化のためではなく、より広範な持続可能な開発の成果を達成するための技術を採用する明確な道筋が示された。
• 研究は、技術的ソリューションが性能だけでなく、グローバルな持続可能性目標への貢献の観点からも評価されなければならないことを強調している。