【3】食糧分野技術革新 |
地球上の人口は現在も増え続けている、また世界的に近代化が進み食の文化も広く浸透して生きている。限りある資源、異常気象など食料に関する不安材料は沢山ある、食料分野の技術革新でどのように解決していけるのかまとめてみました。
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食物工場 |
現在野菜工場の技術が進んでいます。都会のど真ん中の10階建て規模の工場が稼働しだし、食物に最適な温度と光管理で育成されています。水耕栽培で従来の野菜栽培に比べて水の使用量は1%未満で済みます。工場の閉鎖された環境では、与えた水は全て植物が吸収します。植物自身が空気中に蒸散させた水蒸気も集めることができ、集めた水を再利用しています。仕組みは地球の水循環と同様です。したがって、野菜を工場の環境で育てれば水大幅にを節約できます。
トマトやジャガイモ、果物などもっといろいろな種類の農産物を需要に応じてでも工場で生産できるのです。
天候にも左右されず安定的に生産ンできるこの方法を使い、当社が植物工場を世界各地に建設できれば、世界中の人口を養うための食糧生産を支援できることになります。これが、我々が本当に実現したいことなのです。
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養殖技術の発展 |
魚の養殖には、牛や豚など家畜を育てるのに比べて飼料がはるかに少なくて済むという利点がります。魚は変温動物であり、水中生物なので、生きていく際のエネルギー消費を抑えられるからだ。たとえば肉牛の体重を1キロ増やすには約7キロの飼料が必要だが、養殖魚1キロには約1キロの飼料で済む。
地球の資源を無駄づかいせず、90億人に必要な動物性タンパク質を供給するには、魚介類の養殖が有望視されて、いろいろな開発が行われている。
魚介類の陸上養殖
海を利用した養殖は簡単ではありません。そこで、陸上で魚を養殖しようという動きが進んでいます。陸上の管理された施設で、水温やえさの量などを管理し安全な魚を安定的に養殖できます。クロマグロにクエ、ニホンウナギ、ブラックタイガー、バナメイエビ…。実験場で見せていただいた限りでも、多種多様な魚介類を飼育の研究が進んでいます。 |
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昆虫食 |
タンパク質として食肉は牧畜業とし盛んであるが、育てるまでの食料の量や飼育自体の地球環境に優しくないことは良く知られている。今以上の生産をしていくにはいろいろと限界がある。その代替食になり得るとして、期待されているのが昆虫だ。例えばコオロギは100グラム当たりのタンパク質量は牛とほぼ同じ。一方、牛の体重を1キロ増やすのに必要な水が1500リットルなのに対し、コオロギは1リットルだ。CO2排出も少量で済事が判っている。
欧米では昆虫食の関連企業が次々と登場しており、EUも域内での食用昆虫の取引を自由化(ヨーロッパイエコオロギ、ミツバチ、トノサマバッタなど)するなど企業活動が開始されている。地球の資源枯渇や人口増加による食料不足の問題に通じるコオロギは飼育場所も取らず、餌は食料廃棄物でフンは有機肥料にできるなどメリットも、粉末での活用や食材として活用が期待されている。 |
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ネオ・カーボン・エナジーなどの微生物 |
「ネオ・カーボン・エナジー」プロジェクトによれば、この実験によって作り出された粉末には、お肉などに含まれるたんぱく質、ご飯などと同じ炭水化物、さらに脂肪や核酸も含んでいるとのこと。ふつうの食べ物と、栄養素がそう変わらないですね。
さらに、これだけの栄養素を含んでいながら、その作り方はとっても簡単。農業のように大規模な土地や設備などを必要とせず、必要な素材は空気中から採取できるものだけです。そのうえ、生産のために必要な電気エネルギーも、どこにでもある太陽光から取り出せます。そして、この方式のエネルギー効率は、大豆などのほかの植物の光合成と比べて、約10倍になる可能性を秘めているのだとか!
この技術を利用すれば、農業を営みにくい地域でも、大量の食料を効率よく作り出せるかもしれません。これだけの好条件がそろっていることから、現在は食糧危機への解決策として大きな期待を寄せられています。 |
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食品ロスを減らすサプライチェーン |
以前生活情報で取り上げた食品ロス問題、大量の食品ロスが廃棄されている現実ありますサプライチェーンのシステムを再構築して食品ロスを減らす対策が必要です。賞味期限によって消費者に届く前の食品ロス、1年間に国内で消費に回された食料「食用仕向量」(不可食部含む)8,291万トンのうち、サプライチェーン内で発生する「事業系食品ロス」は357万トン、家庭で発生する「家庭系食品ロス」は289万トンにものぼります。AIの活用などで最適化された生産・サプライシステムの構築、食品ロスの再資源化など有効な手段がとれる様になります。 |
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【4】医療分野 |
医療分野においても、これまで以上にAI技術を活用して、病気の研究が進み治療方法が変わることにより、がんや三大成人病の治療ばかりでなく予防にも効果的な方法が見つかってきます。どんな仕組みになっているか調べてみました。
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AI技術による技術革新 |
AIの特異な情報分析を活用して病状を把握して適切な治療を早く行うことが出来るようになります。
遺伝子解析
AIを活用してがんの遺伝子解析を行っています。
患者の情報を入力すると、学習した膨大な医学論文の中から、その症例に関係する文献をすぐに探し当てることができる点です。医学論文は1日で数千件もの新しい論文が発表されるので、1人の医師がそれらを把握するのには限界があります。AIはこれらの論文を自分なりに解釈し、関連付けてデータベースに保管。適切な論文を示すことによって、医師の負担は軽減され、治療方針の決定を補助するツールとしても活用できます。患者側も、適切な治療を早く始められるというメリットを享受できるでしょう。
総合診療支援
AIによる総合診療支援を目指しているのが、自治医科大学が開発している「ホワイト・ジャック」です。医師の診療を効率化すると同時に、重大な病気の見逃しを防ぐための機能が搭載されています。これにより医師の見落としや診断の偏りなどが回避しやすくなります。 画像診断
医療におけるAIの中でも研究開発が進んでいるのが画像診断の分野。初期からこの領域に取り組んで成果を出している研究のひとつが米Enlitic社です。ディープラーニングを用いてレントゲン、CTなどの画像から、がんを検出します。肺がん検出率は、人間の放射線診断医を5割ほど上回るといいます。 医薬品開発
AIは新たな医薬品開発での活用も進んでいます。医学論文を学習したAIが、抗がん剤などの「新薬のタネ」となる新規物質を見つけて画期的な新薬の開発を後押しします。これで開発のサイクルが効率化すれば、新薬を少しでも早く患者に届けられるようになるでしょう。 |
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ゲノム解析 |
ゲノムとは、遺伝子「gene」と、すべてを意味する「-ome」を合わせた造語で、DNAに含まれる遺伝情報全体を指しています。ゲノム情報は体をつくるための、いわば設計図のようなもので、それらを網羅的に調べ、その結果をもとにして、より効率的・効果的に病気の診断と治療などを行うのがゲノム医療です。近年、ゲノム医科学研究の目覚ましい進歩により、病気と遺伝情報のかかわりが急速に明らかにされつつあります。
遺伝子検査とは
遺伝子検査は、特定の染色体や遺伝子について、何らかの変異が起こっていないかを確かめる検査です。
遺伝性の疾患を持っていないか、薬に対する副作用がないか、などを調べることが目的ですが、最近は、被検者とその血縁者の遺伝情報・家系情報を解析する発症前診断、がんや生活習慣病などにかかりやすいかどうかの診断など、予防医学を前提としたものにまでその役割を拡大してきています。
ゲノム解析により一人ひとりに最適な治療方法を見出し早期に適切な治療を行うことが出来ます。
またゲノム解析によりかかりやすい病気を特定、予防医学を行うことにより発症させない医療も進歩します。 |
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臓器の生産 |
iPS細胞を使った再生医療とは、病気や怪我などによって失われてしまった機能を回復させることを目的とした治療法です。 iPS細胞がもつ多分化能を利用して様々な細胞を作り出し、例えば糖尿病であれば血糖値を調整する能力をもつ細胞を、神経が切断されてしまうような外傷を負った場合には、失われたネットワークをつなぐことができるように神経細胞を移植するなどのケースが考えられます。
iPS細胞から分化誘導した細胞を移植する細胞移植治療への応用が期待できます。
臓器プリンティングは、文字通り「臓器(器官)の印刷」であり、器官の代わりになる装置を3Dプリンターの技術を用いて作り出すことである。印刷される器官は、人工的に構成された装置であり、器官の代わりとして設計され、3Dプリンターの技術を用いて製造される。臓器プリンティングを行う第一の目的は移植に用いることである。現在、心臓、腎臓および肝臓の構造ならびに他の主要な器官についての研究が行われている。心臓のような複雑な器官では、心臓弁のような小さな構造物のみを印刷することもまた研究の対象となっている。 |
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ロボット支援手術 |
ダビンチはロボットと言っても、機械が自動的に手術をしてくれるわけではありません。執刀医の動きを忠実に再現する3〜4本のロボットアームに、細長い内視鏡カメラと超音波メスや鉗子などの手術器具を装着し、患者の体内に挿入します。執刀医は別のユニット(操作台)に座って、レンズを通してモニターに映った体内の3D(立体)画像を見ながら、指先や足で遠隔操作する仕組みになっています。
特徴は内視鏡や鉗子を挿入するため、5−12mmの小さな傷で済みますので体への負担を減らす事が出来ます。ロボットによる精緻な操作により、開腹手術に比較して術中出血が少なくて済みます。鉗子の正確で細密な動きによって体の機能を温存させる手術が期待できます。 |
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