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农工合作打造“新农业”!

农工合作打造“新农业”!

2018/04/30

农工合作打造“新农业”! AIST 和国家农业与食品研究组织带来的农业创新

中钵会长与伊部前会长合影
    AIST和农业与食品研究机构作为国家研究开发机构,需要统筹推进各自领域从基础到实际应用的研究开发,最大限度地发挥成果,为增强产业实力、在国际竞争中生存做出贡献。
    2018年3月,两个组织共同主办了“北海道农业技术博览会”,旨在提高拥有日本最大农林水产业的北海道的生产力并创造附加值。这次,我们请两个组织的主席谈谈他们在将尖端技术与企业和农林渔业领域联系起来的努力和挑战。

    现在是农工合作的好时机,劳动力短缺等问题很多

    —松冈“北海道农业技术博览会”是一个将 AIST 和 NARO 的尖端研究种子与相关公司联系起来的机会,旨在提高农业等第一产业以及利用这些技术的食品加工和流通等相关产业的生产力并创造附加值。请告诉我们,这两个组织正在采取哪些努力,以弥合尖端技术与企业和农林水产行业之间的差距,以发展日本的第一产业和农业综合企业,包括您对所面临挑战的认识。

    伊部NARO 主要从事农业和食品工业技术的研发。在农业等第一产业中,人口老龄化进展迅速,劳动力数量下降成为问题的同时,目前的情况是生产规模不断扩大。我们认为这是推进农业结构性改革的契机。为了应对劳动力短缺的问题,需要通过引入机器人和利用ICT(信息通信技术)来实现工作自动化,而为了实现这一目标,与不同领域的合作至关重要。虽然国立农业食品研究机构有AI研究人员,但我们无法独自完成所有研究,因此我们认为与AIST、擅长ICT和AI的研究机构以及私营企业的合作极为重要。

     另外,在日本的农业领域,企业的生产规模很小,存在不具备自行研发能力的问题。我们需要与这些生产商合作,并充当桥梁,将他们与我们自己的、大学和私人的技术联系起来。近年来,我们将此类地方举措视为首要任务,并越来越多地将我们的成果转化为当地,并与生产者和食品行业人士一起进行示范实验。全国约有500个此类倡议,主题超过500个。国家农业食品研究机构拥有五个地区农业研究中心,北海道农业研究中心在向当地传播国家农业食品研究机构的研究成果方面发挥着第一线的核心作用。在食品行业,我们与有研发能力的各大厂商进行联合研究,同时也针对不具备研发能力的中小型厂商的需求进行研究。

    马卡巴奇AIST于2001年将当时的15个国家研究所和计量培训机构整合为现在的国立先进产业技术研究院。我们的重要使命之一是发展工业技术并为企业提供桥梁,重点关注绿色技术、生命技术和信息技术。也许AIST在采矿和工业相关技术方面的形象很强,但对生命技术领域的认知度较低,与第一产业人士的接触点仍然不多。然而,正如伊部会长所说,最近对ICT、物联网和人工智能等技术的需求不断增加,这些技术以前被认为是采矿、工业和电子甚至第一产业的核心技术,我相信我们现在正处于一个新的农工合作机会开始出现的阶段。

     在农业与工业的合作方面,我们也在农业技术方面取得进展,例如在AIST北海道中心的植物工厂中培育可用作狗牙周病药物成分的转基因草莓。我们相信,这次农业技术博览会是一个非常有意义的机会,让我们和NARO一起在第一产业蓬勃发展的北海道展示我们拥有什么样的技术,可以提供什么样的解决方案。

    伊部农业政策运动也是我们整合不同领域的努力的背后。迄今为止,农业在很大程度上是靠补贴来支持的,但现在,一般工业的视角在农业中也变得越来越重要。未来与其他行业的联系将变得更加重要。 2017年12月,NARO与日本农业企业协会和经济团体联举办了“农业技术创新合作论坛”,我们认为有必要通过这样的活动进一步加强与一般产业和其他领域的联系。

    马卡巴奇AIST 也开展生物技术研究,我认为我们不仅可以在物联网和人工智能方面提供帮助,还可以在育苗和育种方面提供帮助。

    合作对于先进技术的社会实施至关重要

    —松冈2008年11月,AIST和国立农业食品研究机构签订了一项协议,通过联合研究促进研究开发和研究交流,并一直在共同努力。您在产学官合作、提高国际竞争力方面做了哪些努力?

    伊部自成为独立的行政机构以来,NARO 一直致力于加强研发成果的社会实施。但由于人员、预算等研究资源有限,单打独斗的能力有限,因此与其他机构开展联合研究是普遍规则,各自发挥自己的专业领域。从某种意义上说,协作是 NARO 的座右铭。

     对于种子,我们将与大学和理化学研究所等进行基础研究的机构合作,以缩小差距,而在如何将我们的成果应用于社会方面,我们可能会考虑与各种私营公司和生产商合作。我和AIST的立场相似,因此我们希望在借鉴彼此经验的同时共同前进。

     特别是农业需要扩大规模,降低生产成本,提高国际竞争力。为了实现这一目标,正如我之前提到的,机器人技术、物联网、人工智能等将是必不可少的。

    此外,日本农产品味道鲜美,在其他国家的需求也很大,因此我们认为,通过进一步开发品种并通过生物技术提高附加值,发挥我们的优势并实现差异化非常重要。作为通过生物技术实现差异化的一个例子,与 AIST 合作开发的无过敏原鸡蛋已开始取得成果。像这样合作提高农产品附加值将是我们未来的生命线。

    马卡巴奇为了将基础研究和发明与创新联系起来,必须有一个体系,通过产官学合作将学术界的科学成果转化为技术,并将其转化为带来社会变革的东西。更重要的是,我们可能还需要金融界的帮助,也就是人们常说的工业界、学术界和政府的“钱”。我相信,国家农业和食品研究组织、AIST、大学和工业界在投资这些资源并将其反映到社会方面可以发挥作用。

     在这种情况下,AIST内专门负责企业协作的团队“创新协调员”正在访问各个企业,以了解更多行业的需求。他们目前正在拜访从北海道到南冲绳的企业,倾听他们的需求,并提供答案。为了提供满足各个企业需求的技术,我们在整个产业技术研究院寻找解决方案,在我们缺乏的地方,我们通过与大学、其他研究机构甚至海外的合作来寻找答案。

     此外,为了更快地听取产业界的需求,我们在AIST内部设立了名为“Kan Lab”的企业研究实验室,让客户将AIST当作自己的研究实验室来使用。目前,有八个皇冠实验室处于活跃状态。

    由于大学是培育创新种子的重要机构,我们正在努力在大学内建立一个名为开放创新实验室(OIL)的 AIST 研究机构,以便快速整合在大学中获得的知识。目前,已在东京大学、京都大学、名古屋大学等7所大学设立。例如,名古屋大学与天野浩教授的氮化镓实验室合作,东北大学创建了计算科学实验室,以缩短新材料的开发周期。各大学和产业技术研究院正在合作,结合双方的优势。

     我们相信,快速吸收大学前沿成果,搭建工业化桥梁,将提升国际竞争力。

    两人见面的照片

    生物技术农业创新

    —松冈2018 年 1 月,政府宣布其生物技术利用战略包括促进私营企业参与的联合研究项目、建立产学官合作,将生物和植物制造的新材料与制造业和医疗领域的增长联系起来,以及为人力资源开发提供支持。随着基因组编辑技术的发展,各种新的生物资源被创造出来,例如可用于药品和化妆品的蚕、可改善雪松花粉过敏的大米等。请谈谈您对农业未来发展的看法。

    伊部现在,一种名为“基因组编辑”的革命性技术正在传播。这允许仅选择性地修改目标基因,目前在农业领域,国家农业和食品研究组织(NARO)目前正在证明基因组编辑在日本的各种作物中是可能的。作为利用这项技术的一种方法,我们的遗传育种中心建议提高水稻产量。我们现在正处于最终在自然条件下测试新的基因组编辑水稻品种的阶段,最新数据表明它实际上提高了水稻产量。

     另外,关于我之前提到的无过敏原鸡蛋,这是一项对鸡的基因进行编辑以产生缺乏一种过敏原基因的鸡蛋的研究。这样看来,基因组编辑技术是创造新农产品的一种方式,我们期望它能带动农业各个领域的创新。

    然而,这种研究成果转化为产业还有很长的路要走。在鸡的例子中,我们首先建立一只不携带七种过敏原基因的鸡,然后确认它产下的鸡蛋不携带过敏原。此外,我们还将验证这些鸡和鸡蛋对人类是否真正安全。然后,在企业使用我们产品的阶段,我们要求他们考虑如何处理除掉的过敏原以外的过敏原,并将其用作产品材料等问题。这是第一次将其与工业化联系起来。新农产品产业化之前必须完成许多步骤。在这段漫长的旅程中,我希望与 AIST 合作完成各种任务。

    马卡巴奇国家农业和食品研究机构所经营的第一产业有着非常悠久的历史,考虑到其捕捉野生动物的事实,可以说它的起源可以追溯到绳文时代。从植物中生产淀粉和糖的机制至今仍然存在。另一方面,农业工作中涉及的劳动力量随着时代技术的结合而发生了变化,在现代,拖拉机等机器已开始用于执行曾经手动或牲畜完成的任务。如今,IoT、AI、机器人技术、广义的信息技术、基因改造技术等各种技术都可以与AIST的技术相结合。现在绝对是合作的好阶段。

     我希望通过将 NARO 的悠久历史与我们的现代技术相结合,能够有所作为。如果能够成功实现这一目标,我认为它有可能显着改变社会。

    不过,正如伊部委员长刚才所说,新技术的成果在使用时,需要仔细研究它对人类有何用处,也需要进行验证。人们正在考虑将不含过敏原的鸡蛋应用于药物发现的可能性,并且这已经开始成为现实。当取得新成果时,各种新产业就会在周围涌现。我相信社会对我们国家研究机构的期望在于我们如何将新技术与新产业联系起来,所以我认为我们需要确保我们的工作能够显着发展我们所产生的成果。

    期待农工合作的三个领域

    —松冈通过利用彼此的知识和促进合作,我们也将能够响应社会的需求。那么,两个机构可以在哪些更具体的领域进行合作呢?

    伊部我们认为合作有三个领域:第一个是机器人和人工智能,这已经被多次提及。在这一领域,带有GPS引导的农机和自动转向农机已经在农业现场销售。 2008年至2016年间,总共销售了8,600台带GPS引导的农业机械,其中约80%是在北海道购买的。此外,在销售的约3,000台自动驾驶农业机械中,90%在北海道销售。在这一领域,我们将能够促进北海道生产基地的合作。

     第二个是生物。尽管这个领域有很多可能性,比如基因组编辑,但也有一些需要考虑的地方。转基因技术在全球农业创新中发挥着重要作用,目前已在全球4亿公顷的土地上进行生产。然而不幸的是,日本对于基因改造还没有形成社会共识,农作物无法生产。基于此,我认为基因组编辑的前提是在积极寻求社会理解的同时进行。

     第三个是智慧食品链,即食品从生产到产品销售整个过程的系统化。这个想法是创建一个一体化的系统,从育种、种植、收获、加工,甚至进入我们胃里的健康开始。其中,从卫生管理的角度来看,流通过程中出现的温差已经成为一个严重的问题,我希望与AIST合作解决这个问题。

    马卡巴奇我还相信,国家农业和食品研究组织与 AIST 之间的合作将创造我们尚未意识到的可能性。北海道被指定为食品综合体国际战略综合特区,所以我想以此为契机,推动智慧食品链的发展,如果我们能够开发出有科学依据的功能性食品,那就太好了。

    为了建设可持续发展的社会

    —松冈您能否向我们介绍一下您为解决社会问题,特别是为实现 2015 年通过的联合国可持续发展目标 (SDG) 所做的努力?

    伊部可持续发展目标明确指出科学技术可以为社会做出贡献,考虑到这一点,我们希望将技术创新与农业和食品等行业联系起来。

     气候变化是我们应该解决的一个特殊主题。例如,全球变暖导致水稻品质和产量下降,我们需要考虑适应措施。另一方面,农业本身会产生温室气体,减少这一排放是必须解决的问题。

    此外,我们相信我们还可以为陆地生命的多样性做出贡献。国家农业和食品研究组织农业与环境变化研究中心开展气候变化和生物多样性研究,因为生物多样性也涉及农业。我相信,在生物多样性极其丰富的地区生产的农产品,通过使用抗天敌和害虫的品种而不使用农药的环保农业,对于对里山和生物多样性感兴趣的消费者来说,将具有极高的附加值。我们认为,解决生物多样性等环境问题是在大规模农业难以实现的地区振兴农业的途径之一。

    马卡巴奇AIST于2001年成立时,第一任社长吉川博之教授在其章程中明确指出,AIST以为可持续发展的社会做出贡献为目的,其工作人员一直在“在社会中,为社会”的方针下开展研究活动。因此,我们将绿色技术、生命技术和信息技术作为我们研究领域的支柱,我们相信科学技术可以做出贡献通过这些领域的进步来实现可持续发展目标。

     在技​​术变得更加复杂和多样化的当今世界,很难通过个体研究人员的努力来开发出改变社会的技术。对于一个研究人员来说,做出伟大的发明很重要,但我觉得从现在开始,能够合作的人将改变社会。正如我们所做的那样,我们需要企业放弃自给自足,与各种合作伙伴合作,不仅包括国家研究机构,还包括国际和区域合作,以及与学术界、工业界、金融界的合作。

    我相信现在是汇集我们的知识并解决全人类共同问题的时候了。我们希望积累了数千年知识的国家农业和食品研究组织以及我们的知识能够创造出新的东西,对日本的发展有用。

    —松冈两个组织在可持续发展目标方面所做的努力都极其重要,未来可能会有很多需要相互合作的情况。

     通过今天的谈话,我了解到两个组织都强烈意识到合作的重要性,他们认为不仅要创造技术,而且通过合作创造新农业、在社会中建立技术也很重要。我希望两个组织能够继续合作,创造更多创新并解决社会问题。今天非常感谢您。

    两人见面的照片
    AIST 与 NARO 之间的合作示例
    (左)我们开发了一种鸡,其中卵类粘蛋白基因(鸡蛋过敏的致病因子之一)已使用基因组编辑技术删除。 (产业技术研究院、农业食品综合研究机构、信州大学共同研究)
    (中)我们阐明了使用杀虫剂会导致杀虫剂降解细菌在土壤中增殖的频率,以及在椿象吸收土壤中的降解细菌并对杀虫剂产生抗药性之前喷洒杀虫剂的频率。这将带来新的农田管理技术,可以防止杀虫剂抗药性的发展。 (产业技术研究院、国立农业食品综合研究机构、冲绳县农业研究中心共同研究)
    (右)我们开发了一种活动精子分选装置,不仅可以引导活动精子,还可以根据精子游动的形状对它们进行分选。这使得收集有利于受孕的高度健康的精子成为可能,并有望提高牲畜的生育能力。照片显示使用该装置收集的精子进行人工授精后诞生的第一头小牛。 (产业技术研究院、农业食品综合研究机构等八家研究机构共同研究)

    国家研究与发展局
    国立产业技术综合研究所
    主席

    中八良二

    中钵良司

    董事长中钵良二的照片

    国家研究与发展局
    国家农业和食品研究组织 (NARO)
    前主席

    伊部东京

    伊贝东京

    前主席伊部东京男的照片

    国家研究与发展局
    国立产业技术综合研究所
    导演和
    生物技术领域
    区域主管

    松冈胜典

    松冈胜典

    导演松冈克典的照片

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