TED日本語 - スチュアート・オダ: 屋内垂直農場が農業の未来なのか?


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TED日本語 - スチュアート・オダ: 屋内垂直農場が農業の未来なのか?

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Are indoor vertical farms the future of agriculture?


Stuart Oda






So if you live on planet Earth and you're one of seven billion people that eats food every day, I need you to pay attention, because over the next three decades, we will need to address one of the most critical global challenges of our generation. And I'm not talking about climate change. I'm talking about food and agriculture. In 2050, our global population is projected to reach 9.8 billion, with 68 percent of us living in urban city centers. In order to feed this massive population, we will need to increase our agricultural output by 70 percent over current levels. Just to put this number into perspective, we will need to grow more food in the next 35 to 40 years than the previous 10,000 years combined. Put simply, not only is our global population becoming bigger, but it's also getting denser, and we will need to grow significantly more food using significantly less land and resources.

Complicating our current efforts to address these major demographic shifts are the challenges facing the agricultural industry today. Globally,one third of all the food that we produce is wasted, acquitting to 1.6 billion tons of food that spoiled on the way to the market or expired in our refrigerators or were simply thrown out by supermarkets and restaurants at the end of the day. Every single year, up to 600 million people will get sick eating contaminated food, highlighting the challenge that we have of maintaining global food safety. And, maybe unsurprisingly, the agricultural industry is the single largest consumer of fresh water, accounting for 70 percent of global usage.

Now, you'll be relieved to know that the agricultural industry and that the global movement by universities, companies and NGOs is putting together comprehensive research and developing novel technology to address all of these issues. And many have been doing it for decades. But one of the more recent innovations in food production being deployed in industrial parks in North America, in the urban city centers of Asia, and even in the arid deserts of the Middle East is controlled environment agriculture.

Controlled environment agriculture is actually just a fancy way of saying weather- or climate-proof farming, and many of these farms grow food three-dimensionally in vertical racks, as opposed to the two dimensions of conventional farms. And so this type of food production is also referred to as indoor vertical farming.

I've been involved in the indoor vertical farming space for the past five and a half years, developing technology to make this type of food production more efficient and affordable. This picture was taken outside of a decommissioned shipping container that we converted into an indoor farm and then launched into the heart and the heat of Dubai.

Indoor vertical farming is a relatively recent phenomena, commercially speaking, and the reason for this is that consumers care more about food safety and where their food comes from, and also, the necessary technology to make this possible is more readily available and lower cost, and the overall cost of food production globally is actually increasing, making this type of food production more competitive.

So if you want to build an indoor vertical farm, you will need to replace some of the conventional elements of farming with artificial substitutes, starting with sunlight. In indoor vertical farms, natural sunlight is replaced with artificial lighting like LEDs. While there are many different types of LEDs being used, the one that we decided to install here is called "full spectrum LEDs," which was optimized for the type of vegetables that we were growing. Also, in order to maximize production for a given space, indoor vertical farms also utilize and install racking systems to grow vegetables vertically, and some of the biggest facilities stack their production 14 to 16 floors high.

Now most of these farms are hydroponic or aeroponic systems, which means that instead of using soil, they use a substitute material like polyurethane sponges, biodegradable peat moss and even use inorganic materials like perlite and clay pellets. Another unique aspects about these farms is that they use a precise nutrient formula that is circulated and recycled throughout the facility, and this is pumped directly to the vegetables' root zone to promote plant growth. And lastly, these farms use a sophisticated monitoring and automation system to significantly increase productivity, efficiency and consistency, and these tools also provide the added benefit of producing food that is more traceable and safe.

Some of the obvious benefits of growing food in this way is that you have year-round vegetable production, you have consistent quality and you have predictable output. Some of the other major benefits include significant resource use efficiencies, particularly water. For every kilogram of vegetables grown in this way, hundreds of liters of water is conserved compared to conventional farming methods. And with the water savings come similar savings in the use of fertilizer. One of the highest-yielding farms grows over 350 times more food per square meter than a conventional farm. And weatherproofing means complete control of incoming contaminants and pests, completely eliminating the need for the use of chemical pesticides. And not to be mistaken, these farms can produce enormous amounts of food, with one of the biggest facilities producing 30,000 heads of vegetables a day.

However, as with any new technology or innovation, there are some drawbacks. As you would imagine, growing food in this way can be incredibly energy-intensive. Also, these farms can only produce a small variety of vegetables commercially and the overall cost of the production still is quite high.

And in order to address these issues, some of the biggest and most sophisticated farms are making significant investments, starting with energy efficiency. In order to reduce the high energy usage, there are efforts to develop higher-efficiency LEDs, to develop lasers optimized for plant growth and using even fiber-optic cables like these to channel sunlight directly into an indoor vertical farm during the day to reduce the need for artificial lighting.

Also, to reduce the labor costs associated with hiring a more sophisticated, more urban and also more high-skilled labor force, robotics in automation is used extensively in large-scale facilities. And you can never really be too resource-efficient. Building indoor vertical farms in and around urban city centers can help to shorten the agricultural supply chain and also help to maintain the nutritional content in vegetables. Also, there are food deserts in many countries that have little to no access to nutritious vegetables, and as this industry matures, it will become possible to provide more equitable access to high-quality, highly nutritious vegetables in even the most underprivileged of communities.

And finally, and this is really exciting for me personally, indoor vertical farming can actually be integrated seamlessly into the cityscape to help repurpose idle, underutilized and unused urban infrastructure. In fact, this is already happening today. Ride-sharing services have taken hundreds of thousands of cars off the road and they have significantly reduced the need for parking.

This is a farm that we installed in central Beijing in an underutilized underground parking structure to grow vegetables for the nearby hotels. Underutilized infrastructure is not simply limited to large-scale civil engineering projects, and they can also include smaller spaces like idle restaurant corners. This is an example of a farm that we installed directly into the partition of a hotel entrance in order to grow fresh herbs and microgreens on-site for the chefs. Honestly, if you look around, you will find underutilized space everywhere, under, around and inside of urban developments. This is a farm that we installed into an empty office corner to grow fresh vegetables for the employees in nearby cafes.

I get to be a part of all these cool projects and working in the agricultural industry to improve access and affordability to fresh and nutritious produce, hopefully soon by anyone anywhere, has been the greatest joy and also the most humbling and intellectually challenging thing I've ever done.

And now that I've convinced you that agriculture can be quite sexy, you'll be surprised and shocked to know that I still have trouble fully articulating how and why I decided to work, and continue to work, in the agricultural industry. But a couple of years ago, I found a rather unique answer hiding in plain sight. You see, I read an article about how your name, particularly your last name, can have a strong influence on everything from your personality to your professional career. This is my Japanese last name: Oda. And the characters translate literally into "small farm."


Thank you.


もしあなたが惑星地球に住んでいて 毎日食事をとる70億人の1人でしたら 注意してほしいのです なぜならこれから30年の間に 私たちの世代が直面する 最も重要な世界的課題に 取り組む必要があるからです 気候変動のことではありません 食料と農業のことです 2050年に世界の人口は 98億人に達すると予測されており その内の68%は 都市部に住むとされます このとてつもない人口に 食料を供給するためには 農産物の生産量を 現在の水準より 70%増やす必要があります それがどれほどかと言うと この先35-40年に 生産しなくはならない食料は 過去1万年の総生産量を 上回るのです 端的に言って 世界人口が増えているだけではなく 人口密度が高くなっており ずっと少ない土地と資源で ずっと多くの食料を 作る必要があるのです

この大きな人口動態の変動に対処する 現状の取り組みを複雑化させているのが 農業が現在直面している諸課題です 世界で生産される食糧の 3分の1が無駄になっており 16億トンにもなる量の食料が 市場に届く前に傷んでしまったり 家庭の冷蔵庫で消費期限を過ぎてしまったり あるいは単にスーパーマーケットや レストランで 閉店時に廃棄されています 毎年6億人の人たちが 汚染された食料を口にして 病気になっていることは 世界で食品安全性を維持する上での 課題を鮮明にしています そして驚きもしないでしょうが 農業というのは 水資源を最も消費している産業であり 世界における水利用の 70パーセントを占めています

みなさんの安心のために言いますと 農業分野では 大学や企業やNGOなどの 世界的規模の活動とともに 包括的な研究や 斬新な技術開発が行われていて これらの課題を 解決しようとしています その多くの試みは 数十年継続されています 最新の食料生産における イノベーションの中でも 北アメリカの工業団地や アジアの都心や 中東の乾燥した砂漠などで 行われているのが 環境制御農業です

環境制御農業というのは 天候や気候に左右されない農業の 洒落た言い方で その農場の多くは 縦型の棚で3次元的に作物を育て 従来の2次元的な農場とは異なります それが理由で この形の食料生産は 屋内垂直農業とも 言われています

私は過去5年半にわたり 屋内垂直農業に携わりながら この生産方法の効率化と 手頃な価格での供給のための 技術改革に取り組んできました この写真は 廃棄された輸送コンテナを 私たちが屋内農場に作り替え 灼熱のドバイの中心部に 設置したものです

屋内垂直農業が 商業的に行われるようになったのは 比較的最近のことですが その理由としては 消費者が 食品安全性や食料供給源を 以前より注目するようになったことや 屋内垂直農業を可能にする技術が より低価格で入手可能になったこと 世界中で食料生産のコストが 全体的に増加していることから このような生産形態に 競争力が高まったことが挙げられます

屋内垂直農場を作りたければ 農業に必要な従来の要素を 人工的な代替品に 換える必要があり 第一に太陽光です 屋内型垂直農場では 太陽光はLED照明に 置き換えられます 数多くの種類のLEDが 使用されている中で 私たちがこの場所に選んだのは 「全波長帯LED」というもので ここで育てる野菜の種類に 最適化されたものでした 限られた空間で 生産量を最大化するために 屋内垂直農場では 多段の棚を設置して 垂直な栽培スペースで 野菜を育てます 大規模な設備では 14段から16段重ねている ところもあります

そのような農場のほとんどは 水耕栽培やエアロポニックスを行い 土壌を使うのではなく その代替として ポリウレタン製のスポンジや 生分解性のピートモス あるいは有機物でさえないパーライトや クレイペレットを利用しています そういった農場の もう1つユニークな点は 精密に調合された養分が使われ それが施設内で循環し 再利用されていることで 植物の生育を促進するため 養分は野菜の根の部分に 直接送られます また こうした農場では 高度な監視システムと自動化システムを 使用することによって 生産性 効率性 一貫性を 劇的に向上させています このシステムを使う 付加的な利点として 生産された食料のトレーサビリティや 安全性を高められるというのがあります

この方法で食料を作る 明らかな利点として 年間を通して野菜生産ができること 品質を安定させ 生産量を予測できることがあります その他の利点として 極めて効率的な資源の利用があり 水は特にそうです この方法は 従来の農法と比較して 野菜1キログラム当たり 何百リットルもの水を節約できます 水を節約することは 肥料の節約にもつながります 最大級の生産量を誇るある農場では 1平方メートル当たりの生産量が 従来の農法に比べ350倍にもなります そして屋内環境で 疫病や害虫の侵入に対して 完璧な制御が行えるため 農薬の必要性を完全に排除できます 誤解いただきたくないのは そのような農場でも 大量の食料生産が可能だということで 最大級の施設のひとつでは 1日に3万株の野菜の 生産が行なわれています

とは言え どんな新技術や イノベーションも 完璧ではありません 想像される通り これはとてもエネルギー集約的な 作物の育て方になりえます そして商業的には 少しの品種の野菜しか作れず 生産にかかる総合的なコストは まだとても高いです

これらの課題に対処するために 最大級の最も先進的な農場では エネルギー効率化を手始めに 大きな投資をしています 多大なエネルギー消費量を 削減するために 効率を高めたLEDの開発や 植物育成に最適化されたレーザーの開発 そして 日中の太陽光を 屋内垂直農場に直接届けて 人工照明の必要性を低減させるため このような光ファイバーを 利用するようなことにも 力を注いでいます

また 都市部に住む高学歴で 高い技術を持つ人材の採用による 高額な人件費を削減するために 大規模な施設では自動化された ロボット技術が広範囲に使われています 資源の効率化にやり過ぎはありません 都市の中心や周辺に 屋内垂直農場を建設することは 農産物のサプライチェーンを 短縮することにつながり 農産物の栄養分を 保つことにもつながります 栄養の高い野菜の供給が少ないか ほとんどない 食の砂漠が 多くの国に存在しますが この産業が成熟するにつれて 高い品質で栄養の豊富な野菜が 等しく供給されるようになり それは最も恵まれない地域でも 可能になることでしょう

そして最後に 私が個人的にワクワクしていることですが 屋内垂直農業は 都市の景観に 自然に溶け込みながら 使われず 十分に活用されず遊休化した 都会のインフラの再利用を可能にします これは実際にもう始まっています ライドシェアサービスは 道路から何十万台もの車を減らし 駐車場の需要を 大幅に削減しました

この写真は私達が北京の中心部に 設置した農場ですが 活用されていない 地下駐車場を使い 近隣のホテルに供給する 野菜を育てています 活用率の低いインフラの用途は 大規模な土木プロジェクトに 限りません レストランの空いている片隅など 小規模な空間だって利用できます これは私たちが設置した農場の一例で ホテルの出入り口の仕切りに 直接取り付けたもので 新鮮なハーブやマイクログリーン野菜を 料理人のために育てています 実際 周りをよく探して見ると 発展する都市の 地下や内部や周辺などに 活用されず眠る空間が 至る所にあるのがわかります この設備はオフィス内の 空いていた場所で 近くのカフェの従業員向けに 野菜を育てている農場です

私は このような素晴らしい試みに参加し 農業技術に取り組むことを通じ 願わくば早期に どこでも 誰にとっても 新鮮で栄養豊かな農産物を 入手しやすく 手頃な価格にすることを 目指してきましたが それは私にとって これまでの人生で最大の喜びであり また謙虚な気持ちにさせられる 知的な挑戦でした

農業がいかに魅力的か みなさんに訴えたばかりですので 驚きとショックを感じるかもしれませんが 自分がなぜ農業分野で 働くことにし 働き続けているのか 私はいまだ うまく説明できません ところが数年前に ややユニークな答えが 身近なところに 隠れているのに気付きました 私が読んだある記事に 名前というのは 特に姓というのは その人の性格から 職業に至るまで 多くのことに強い影響を与える と書かれていました これは私の姓を 日本語で書いたものです 「小田」 これを文字通り訳すと 「小さな農場」という意味なんです




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