CropX が AWS で土壌センサーアプリケーションを実行して、世界の農家が持続可能性を実現できるようサポート

世界の人口は大幅に増加しており、国連は現在の 78 億人から 2050 年までに 98 億人に増加すると予測しています。この増加に対応するには、農家はより少ない水で、さらなる食料を生産しなければなりません。実際、農家は利用可能な淡水の 70% と居住可能な土地の 50% を既に使用しています。多くの農家は、灌漑や施肥の正確な管理能力を備えていないため、土壌の状態を包括的に把握していません。その結果、農業従事者による灌漑や施肥の実施回数が多かったり、少なかったりするため、貴重な資源を浪費し、収穫量の可能性を最大化することができません。

農業分析企業である CropX は、農家が土壌データを多数の地上データレイヤーと統合するのをサポートすることで、この課題に対処しています。「ほとんどの農業会社は、衛星画像などの地上データを利用しており、最も価値のあるデータが存在する土壌内からデータを取得している企業は 10% 未満です」と CropX の事業開発担当ディレクターである Matan Rahav 氏は述べています。「目に見える農作物のストレスの兆候が宇宙から検出される頃には、被害は既に発生しています。当社は、土壌の水分、塩分、温度に関するリアルタイムのデータを提供するため、農家は予測と予防を行うことができ、植物が気付くよりも前に、その植物が十分な肥料を受けているかどうかを判断できます」。

しかし、最先端の土壌センサーの多くは、時間のかかる複雑な設置とキャリブレーションを必要とするため、多額のコストがかかり、スケーラビリティが妨げられます。「センサーは、農家が簡単に解釈できない大量の raw データも作成します」と Rahav 氏は述べています。「追加のデータレイヤーを統合しながら、このデータをリアルタイムで処理する唯一の方法はクラウドにあります。当社はスタートアップ企業として、農業分析アプリケーションを迅速に構築およびスケールするには、クラウドが最適な選択肢であることに気付きました」。

この問題を解決するために、同社は Amazon Web Services (AWS) で土壌センサーデータソリューションを実行することを選択しました。「AWS はデプロイが簡単でスケーラブルなテクノロジーを提供してくれます。これはシンプルなコンソールで管理できます」と CropX の研究開発担当バイスプレジデントである Sagi Briteman 氏は述べています。「アーキテクチャを確立するのも簡単です。当社は、物理的なデプロイと必要な量について不確実な状態で、ビルディングブロックから始めました。AWS を利用することで、当社の成長に合わせてインスタンスを簡単に作成できました」。

CropX のビッグデータソリューションは、数千のグローバル土壌センサーからデータを取得し、数百の Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) インスタンスで実行されている一元的なプラットフォームに送信します。このソリューションは、衛星画像データを分析して Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) バケットに保存し、プライマリデータベース、およびすべての農業データとインサイトを保存するコアとして、Amazon Relational Database Service (Amazon RDS) を利用します。さらに、CropX は Elastic Load Balancing を利用してウェブおよびモバイルデバイスからの増加するトラフィックをサポートし、Amazon Simple Queue Service (Amazon SQS) を利用して異なるサービス間でメッセージを転送します。

CropX のプラットフォームは地上のデータセットとセンサーによって測定された土壌データを組み合わせ、センサーがそのデータを AWS ベースのソリューションに送信します。データは、画像、気象、地形、土壌データ、農作物モデル、水理モデル、およびユーザー入力と統合されます。その後、AI ベースのアルゴリズムによって分析され、CropX のウェブまたはモバイルアプリを介して分析的インサイトが提供されます。農家、育種会社、農薬会社、農作物保険会社、灌漑システムメーカーは、このアプリを使用して、農作物の灌漑と農作物の栄養に関するレコメンデーションを受け取ります。「当社のお客様はアプリを利用して、土壌の測定値、水分レベル、ルートゾーンの最新の状態を表示できます」と Briteman 氏は述べています。「畑が乾燥しすぎたり、水分が多すぎたりした場合にも、アラートや通知を提供します」。

AWS で実行することにより、CropX はより少ないエネルギーとリソースを用いて、農業関連の顧客が持続可能性の向上に貢献できるようサポートしています。例えば、CropX のテクノロジーを利用した灌漑実験では、さまざまな種類の農作物で 40% 超の節水と 10% の収穫量の増加が実証されました。「農業従事者が移動や設備に費やすリソースが減ったため、肥料、エネルギー、労働力も同じように節約されたのです」と Rahav 氏は述べています。

また、農家は、作物の灌漑量についてより適切な決定を下すこともできます。「十分な灌漑を行わないと、収穫量の可能性を最大化できず、農作物が絶え間ないストレスにさらされるため、効率が低下します。これは持続可能性の問題につながります」と Rahav 氏は述べています。「逆に、過剰な灌漑は肥料が地下水にまで到達し、汚染を引き起こす可能性があります。また、過飽和状態の土壌を通じて、農作物が病気にさらされる可能性もあります。当社のアプリケーションからの土壌データのインサイトを利用して、お客様は収穫量の可能性を最大化し、灌漑をより適切に制御できます」。

CropX は、土壌内データ分析プラットフォームをスケールして、同社の 2 年前と比べて 4 倍のデータをサポートできるようになりました。その結果、同社は、土壌の水分、塩分、温度などの土壌センサーデータを含む、1 日あたり数百万のデータポイントを取り込むことができます。CropX は、より多くの衛星画像とリアルタイムの気象データを取り込んで Amazon S3 バケットに保存するようにスケールすることもできます。「AWS を利用することで、raw データを収集してリアルタイムで処理し、作物、地理、および土壌に固有のリアルタイムレコメンデーションを提供できます」と Briteman 氏は述べています。「クラウドがなければ、ビッグデータ分析プラットフォームをサポートすることはできないでしょう」。

CropX は、AWS で実行することにより、ビジネスの大幅な成長を実現しました。同社は現在、世界中の 1,200 を超える農業分野の顧客にサービスを提供しており、これまでに約 9,000 個のセンサーをデプロイしました。「当社では、この 1 年間で売上が 4 倍になり、当社のアプリケーションのバックエンド環境の管理について AWS に頼ることで、数十か国に事業を拡大しました」と Rahav 氏は述べています。「新しいプロジェクトや設置のために新しい場所に行く必要はありません。スタートアップ企業として、AWS で実行していなければ、当社の今の姿はなかったでしょう」。

さらに、CropX は、クラウドベースの精密灌漑ツールを提供する CropMetrics を買収しました。この買収を通じて、CropX は顧客に土壌内データ、高度な農場管理分析、および意思決定をサポートするツールへのアクセスを提供します。「当社は、事業の拡大を推進するために AWS IoT などの AWS のサービスを利用しようとしています」と Briteman 氏は述べています。「AWS は、当社の成長を促進し、持続可能な農業を可能にするために必要なスケーラビリティを提供してくれます」。

詳細については、thinkwithwp.com/big-data/datalakes-and-analytics をご覧ください。