センサー・AI活用で餌やり最適化から陸上養殖まで持続可能な水産業へ進化
日本の水産業は今、大きな転換期を迎えています。漁獲量の減少、従事者の高齢化、環境変化への対応など、多くの課題に直面する中で、IoT・AI・センサー技術を駆使したスマート養殖が、持続可能な水産業への道を切り拓いています。本記事では、データ駆動型養殖がもたらす革新的な変化と、その具体的な技術・事例について詳しく解説します。
深刻化する水産業の課題
日本の水産業は現在、複数の深刻な課題を抱えています。漁業就業者は高齢化が進み、後継者不足が慢性化しています。また、気候変動による海洋環境の変化は、従来の経験則に基づく養殖管理を困難にしています。さらに、餌代や燃油費などのコスト高騰が経営を圧迫し、収益性の確保が大きな課題となっています。
水産庁の報告によれば、養殖業では高水温によるへい死や、赤潮による被害が頻発しており、環境把握の重要性がこれまで以上に高まっています。これらの課題に対応するためには、従来の勘と経験に頼る養殖から、科学的根拠に基づいたデータ駆動型の養殖管理への転換が不可欠です。
スマート養殖が目指す未来像
スマート水産業とは、ICT・IoT・AI等の情報技術を活用して、養殖業の効率化と持続可能性を追求する取り組みです。具体的には、センサーによる水質や環境のリアルタイムモニタリング、AIによる給餌の最適化、ドローンやロボットによる作業の省力化などが含まれます。
これにより、電子的なデータを活用した効率的な養殖、省人化・省力化による収益性の高い養殖、そして環境負荷を低減した持続可能な養殖の実現が期待されています。水産庁では、こうしたスマート水産技術の現場への導入・普及を積極的に推進しており、機械等の導入やサポート人材の育成を支援しています。
データ駆動型養殖の核心技術
IoTセンサーによる水質管理の自動化
養殖業における水質管理は最も重要な要素の一つです。従来は人が定期的に測定していた水温、溶存酸素、pH、塩分濃度などのパラメータを、IoTセンサーが24時間365日自動で計測し、クラウド上でデータを管理するシステムが実用化されています。
例えば、アイエンターが提供する「IoT水質センサー」は、陸上養殖や海上養殖の生簀の水質データをリアルタイムでWebに送信し、スマートフォンやPCで常時監視できます。データの蓄積、可視化、分析が可能で、水質変化の予測まで実現しています。異常値を検知すると即座にアラートが発信されるため、へい死リスクの早期発見と対策が可能になります。
オプテックスが提供する水質管理DXシステムでは、センサーで測定したデータを自動で収集・分析し、適切な水質環境の維持を支援します。これにより、養殖従事者の作業負担が大幅に軽減され、より戦略的な経営判断に時間を割けるようになっています。
AIによる給餌の最適化と効率化
養殖業において餌代はコストの大部分を占めるため、給餌の最適化は収益性向上の鍵となります。ウミトロン株式会社が開発した「UMITRON CELL（ウミトロンセル）」は、AIとIoTを活用したスマート自動給餌機で、養殖魚の食欲を画像解析によって判定し、給餌量とタイミングを最適化します。
くら寿司との協働実証実験では、AIによる給餌で餌の量を従来比10％削減しながらも、魚を健全に成育させることに成功しました。スマートフォンから生簀で泳ぐ魚のリアルタイム動画を見ながら遠隔で餌やり操作ができ、養殖現場の省力化と餌のムダ削減を同時に実現しています。
三重県では、AI給餌機の実証試験により餌の費用が10％削減され、給餌作業も省力化できました。福島県では、AIと連動した遠隔コントロールを可能にし、餌やりにかかるスタッフの労務時間短縮と効率的な餌やりの両立を目指しています。このように、AIによる給餌自動化は、全国各地で実用段階に入っています。
人工衛星データの活用による環境モニタリング
広域な海域環境を把握するために、人工衛星による観測データの活用も進んでいます。JAXA（宇宙航空研究開発機構）の気候変動観測衛星「しきさい」は、2、3日おきに地球全体を観測し、海面水温、クロロフィルa濃度、懸濁物質濃度などを精密に可視化できます。
広島県では、カキ養殖において採苗不調や高水温によるへい死が課題となっていたため、広島県立総合技術研究所水産海洋技術センターとJAXAが連携し、衛星の海面水温などの観測情報を養殖業者向けに発信しています。これにより、海面水温と餌料環境を考慮した採苗地点やタイミングの決定、へい死防止対策としての筏移動の判断などが、科学的根拠に基づいて行えるようになりました。
佐賀県の有明海では、赤潮やノリの色落ちが深刻な問題でしたが、衛星観測情報により赤潮の広がりを俯瞰し、ノリ網の張り出しや収穫タイミングを判断する材料として活用されています。衛星データの利用は、養殖業のスマート化における重要な要素として今後さらなる活用が期待されます。
陸上養殖におけるスマート技術の進展
閉鎖循環式陸上養殖システムとは
陸上養殖は、海の生簀ではなく陸上の水槽で魚を育てる養殖方式です。特に**閉鎖循環式陸上養殖（RAS: Recirculating Aquaculture System）**は、使用した水を浄化・再利用し、最小限の換水で養殖を行うシステムで、環境負荷が極めて低いという特徴があります。
FRDジャパンの閉鎖循環式陸上養殖システムでは、バクテリアを活用した独自のろ過技術により、最低限の換水率で水を循環させながら養殖を行うことが可能です。リックス株式会社やアクアテックジャパン、ARK INC.など、複数の企業が独自の閉鎖循環式システムを開発・提供しており、狭い空間で排水のない養殖運営が実現されています。
陸上養殖のメリットは、気候や外部環境の影響を受けにくく、安定した養殖環境を提供できる点です。また、消費地近くで生産することで輸送距離が短く、輸送コストやエネルギー使用を大幅に削減でき、環境負荷の低減にも貢献します。
IoT・AIによる陸上養殖の高度化
陸上養殖においても、IoTとAIの活用が生産性向上の鍵となっています。KDDIと長崎県五島市が取り組む陸上養殖プロジェクトでは、センサーやカメラなどデジタル技術によって水槽の環境を一元管理しています。水温、溶存酸素、pH、塩分濃度などをリアルタイムで監視し、異常があれば即座にアラートが発信されます。
アイエンターが開発した「AI魚体サイズ測定カメラ」は、水中カメラで撮影した画像をAIが解析し、魚のサイズや重量を自動で測定します。これにより、従来は人手で行っていた魚体測定作業が自動化され、魚へのストレス削減と高精度な計測が同時に実現されています。
また、福島県ではAI給餌による陸上養殖プラントパッケージの確立を目指し、AI給餌解析によって魚の摂食状態を分析し、最適な給餌タイミングと量を自動調整するシステムを開発しています。これにより、餌やりにかかる労務時間の短縮と効率的な給餌の両立が可能になります。
陸上養殖の経済性とエネルギー課題
陸上養殖、特に閉鎖循環式は初期投資やエネルギーコストが高いというデメリットがあります。水の循環、温度管理、酸素供給などに多くの電力を必要とするため、事業採算性の確保が課題となっています。
この課題を解決するため、再生可能エネルギーの活用が注目されています。太陽光発電や風力発電などを養殖施設に併設することで、エネルギーコスト削減と環境負荷低減の両面で効果が期待されます。また、IoTやAIによる水質管理や給餌の最適化によるコスト低減も、事業採算性向上の重要な要素です。
スマート養殖の成功事例
くら寿司のAIハマチ養殖
くら寿司は、ウミトロンのAI搭載スマート給餌機を活用し、日本初のAIによるハマチ養殖に成功しました。2022年6月には「特大切りAIはまち」として新商品を提供開始し、大手外食チェーン初のスマート養殖実用化事例となりました。
実証実験では、AIが魚の食欲を画像解析することで給餌の量やタイミングを最適化し、社会情勢の影響で価格高騰が続く餌代や漁船燃料費の削減に成功しました。また、スマートフォンで遠隔操作が可能なため、人手不足と労働環境改善にも貢献しています。
広島県のカキスマート養殖プロジェクト
KDDIと広島県が取り組む「あまべ牡蠣スマート養殖プロジェクト」では、養殖場の水温、濁度、養殖カゴの揺れをIoTセンサーでモニタリング・分析し、生産現場の省力化と安定した生産を実現しています。
従来は人が船で観測していた海況情報を、IoTセンサーが自動で収集することで、コストや労力の制約を解消しました。また、広島県が開発した「広島県水産プラットフォーム」では、カキ養殖に必要な水温等の漁場環境データや採苗に必要な幼生調査データ、生産出荷情報などを集約し、養殖業者が携帯端末から利活用できるシステムを構築しています。
宮崎県の操業支援スマートフォンアプリ
宮崎県水産試験場は、浮魚礁により観測された表層水温、風向、風速、流向、流速等の情報と、海洋レーダーにより観測された宮崎県沖の流向及び波高をスマートフォンで一元的に表示できる「宮崎県漁業技術支援システム」を開発しました。
このアプリでは、漁業者が自船の航路の記録、投網や揚網、漁獲実績等を記録でき、蓄積された情報によって経験や勘の可視化が図られます。さらに、他の漁業者等と情報を共有する機能により、僚船と共に行う漁場探索の効率化や後継者等への技術の承継に資するものとなっています。
データ駆動型養殖がもたらす経済効果
コスト削減の具体的効果
スマート養殖技術の導入による経済効果は明確に現れています。AI給餌システムでは、餌の費用を10％削減できることが複数の実証試験で確認されています。餌代は養殖業のコストの大部分を占めるため、この削減効果は経営に大きなインパクトを与えます。
また、遠隔操作や自動化により労働時間が削減され、人件費の抑制や労働環境の改善につながります。IoTセンサーによる水質管理の自動化では、24時間体制での監視が可能になり、夜間の見回り作業が不要になるなど、労働負担が大幅に軽減されます。
燃油費の削減も見逃せません。スマートフォンアプリによる海況情報の活用で効率的な操業判断ができるようになり、無駄な出漁や航行が減少します。これにより、燃油消費量の削減と操業の効率化が実現されています。
生産性向上と品質管理
データ駆動型養殖は、生産性の向上にも大きく貢献します。AIによる給餌最適化では、魚の成長速度が120％向上した事例も報告されており、出荷までの期間短縮が可能になります。
また、水質や環境データのリアルタイムモニタリングにより、最適な養殖環境の維持が容易になり、へい死率の低減や魚の品質向上につながります。IoTセンサーとAI分析を組み合わせることで、水質変化の予測や赤潮の早期検知も可能になり、被害を未然に防ぐことができます。
さらに、データの蓄積により、経験や勘に頼っていた養殖管理が科学的根拠に基づいたものに変わります。これにより、熟練者でなくても高品質な養殖が可能になり、後継者育成や新規参入のハードルが下がるという効果も期待されます。
市場競争力の強化
スマート養殖により生産された水産物は、トレーサビリティが明確で、消費者の安心・安全志向に対応できます。養殖過程のデータを記録・公開することで、ブランド価値の向上や差別化につながります。
また、安定した品質と供給量を確保できることで、販路拡大や輸出促進にも有利に働きます。特に、陸上養殖では消費地近くで生産できるため、鮮度の高い状態で提供でき、市場での評価も高まります。
リージョナルフィッシュ社のように、ゲノム編集技術とスマート養殖を組み合わせ、生産性向上によってコストを4分の1に削減することを目指す企業も現れており、日本の水産業の再成長に挑戦しています。
持続可能な養殖業への貢献
環境負荷の低減
スマート養殖は、環境負荷の低減にも大きく貢献します。閉鎖循環式陸上養殖では、使用した水を浄化・再利用するため、海洋への排水がほとんどなく、水質汚染のリスクが極めて低くなります。
AI給餌による餌の最適化は、餌の食べ残しを減らし、海底への有機物の堆積を抑制します。これにより、養殖場周辺の富栄養化を防ぎ、持続可能な養殖業の実現に貢献します。
また、センサーによる環境モニタリングにより、養殖場の環境への影響を継続的に評価でき、適切な管理措置を講じることが可能になります。これは、持続可能な水産養殖システムの構築に不可欠な要素です。
水産資源の保全
陸上養殖やスマート養殖の普及は、天然資源への依存を減らす効果があります。従来の養殖では天然魚を原料とした餌を大量に使用していましたが、低魚粉飼料の開発や餌の効率的利用により、天然資源への負荷を軽減できます。
また、陸上養殖では逃亡魚のリスクがゼロであり、養殖魚が野生個体群の遺伝的多様性に影響を与える懸念もありません。これは、海洋生態系の保全という観点から重要な利点です。
気候変動への適応
気候変動による海洋環境の変化に対し、陸上養殖は環境を制御できるという強みがあります。水温、塩分、溶存酸素などを最適な条件に維持できるため、気候変動の影響を受けにくく、安定した生産が可能です。
また、人工衛星データやIoTセンサーによる海洋環境の詳細なモニタリングにより、気候変動の影響を早期に把握し、適応策を迅速に講じることができます。これは、レジリエント（強靭）な水産業の構築に貢献します。
スマート養殖普及に向けた課題と解決策
初期投資とコストの課題
スマート養殖技術の導入には、初期投資が高額になるという課題があります。IoTセンサー、AI給餌機、閉鎖循環システムなどの設備投資に加え、通信費やシステム保守費などのランニングコストも発生します。
この課題に対し、国や自治体は補助金や融資制度を整備しています。水産庁では、スマート水産技術の現場への導入・普及を推進するため、必要となる機械等の導入やサポート人材の育成を支援しています。また、令和7年4月に施行された「スマート農業技術活用促進法」では、スマート農業技術活用促進資金の創設など、資金面での支援措置が講じられています。
さらに、導入が容易な「安価」かつ「扱いやすい」システムづくりを進める動きもあります。鹿児島県では、安価な自動計量器のプロトタイプ製作や電子入札システムの開発に取り組み、普及を通じて市場職員の負担軽減を目指しています。
デジタル人材の不足
スマート養殖技術を使いこなすためには、一定のデジタルリテラシーが必要です。しかし、高齢化が進む水産業の現場では、デジタル技術に不慣れな従事者も多く、人材育成が課題となっています。
これに対し、水産庁ではスマート水産業に係る人材バンクを設け、生産現場のスマート化をサポートする専門家等を水産高校等に派遣し、水産新技術に関する出前授業や技術普及を行っています。また、各地でデジタル化のサポート体制を整備し、漁業者とデジタル専門家とのマッチングを支援しています。
鹿児島県では、産官学の関係者を構成員とする「鹿児島県漁獲情報デジタル化推進協議会」が事務局となり、ジェネラリストとして助言等を行う体制を構築しています。このような地域一体でのデジタル化推進体制が、普及の鍵となります。
標準化と互換性の課題
現在、スマート養殖技術は多様なメーカーが独自のシステムを開発しており、システム間の互換性や標準化が十分に進んでいません。これにより、データの統合や分析が困難になるという課題があります。
この課題を解決するため、オープンデータプラットフォームの構築やデータ規格の標準化が求められています。水産庁では、「デジタル水産業戦略拠点」を創出し、資源管理、生産、加工、流通、消費の各段階で実施されてきたデジタル化の取組を面的に地域一体で取り組むことを推進しています。
また、複数の技術を組み合わせた統合的なスマート養殖システムの開発も進んでおり、将来的にはシームレスなデータ連携が可能になると期待されます。
今後の展望：次世代養殖ビジネスの可能性
市場規模の拡大予測
矢野経済研究所の調査によれば、2022年度の次世代型養殖技術の国内市場規模は473億5800万円（メーカー出荷金額ベース）で、2027年度には813億5500万円まで拡大すると予測されています。また、2024年度の市場規模（5分野計）は682億8800万円とされ、低魚粉飼料に加え、スマート水産技術の普及が市場拡大の主要因となっています。
この市場拡大は、スマート養殖技術への投資が加速していることを示しており、今後ますます多くの企業や漁業者がこの分野に参入することが予想されます。
技術革新の方向性
今後のスマート養殖技術は、より高度な自動化と統合化の方向に進むと考えられます。AIの精度向上により、予測分析や異常検知の精度が向上し、より先回りした管理が可能になります。
また、ゲノム編集技術との融合も注目されています。リージョナルフィッシュ社が取り組む品種改良とスマート養殖場の組み合わせにより、日本の水産業の再成長が期待されています。ゲノム編集により成長速度を速めた魚を、スマート養殖システムで効率的に育成することで、生産性の大幅な向上が見込まれます。
さらに、ブロックチェーン技術によるトレーサビリティの強化や、ビッグデータ解析による養殖最適化など、新たな技術の導入も進むでしょう。
輸出産業としての可能性
スマート養殖技術は、日本の水産業を輸出産業に転換する可能性を秘めています。安定した品質と供給量を確保できるスマート養殖は、海外市場でも高く評価されます。
また、日本で開発されたスマート養殖技術自体をパッケージとして海外に輸出することも期待されています。特に、水産資源の減少や環境問題に直面している国々では、日本のスマート養殖技術への関心が高く、技術移転やシステム輸出のビジネスチャンスが広がっています。
まとめ
養殖業のスマート化は、データ駆動型の科学的管理により、生産性向上、コスト削減、環境負荷低減を同時に実現する革新的な取り組みです。IoTセンサーによる水質管理の自動化、AIによる給餌の最適化、人工衛星データの活用、陸上養殖システムの高度化など、多様な技術が実用段階に入っており、全国各地で成功事例が生まれています。
スマート養殖がもたらす経済効果は明確であり、餌代の10％削減、労働時間の大幅な短縮、成長速度の120％向上など、具体的な成果が報告されています。また、環境負荷の低減や水産資源の保全にも貢献し、持続可能な水産業の実現に不可欠な要素となっています。
初期投資やデジタル人材不足などの課題はあるものの、国や自治体による支援制度の整備、人材育成の推進、地域一体でのデジタル化推進体制の構築により、スマート養殖の普及は加速しています。次世代型養殖技術の市場規模は2027年度には813億円まで拡大すると予測され、養殖業の未来は明るいと言えるでしょう。
日本の水産業が直面する多くの課題を解決し、持続可能で競争力の高い産業へと生まれ変わるために、スマート養殖技術の更なる発展と普及が期待されます。データ駆動型養殖は、日本の水産業の未来を切り拓く鍵となるでしょう。
参考文献
- 水産庁「令和6年度 水産白書」スマート水産業の推進等に向けた技術の開発・活用 https://www.jfa.maff.go.jp/j/kikaku/wpaper/r06_h/trend/1/t1_2_5.html
- 矢野経済研究所「次世代型養殖ビジネスに関する調査を実施（2025年）」 https://www.yano.co.jp/press/press.php/003897
- ウミトロン株式会社「IoTで養殖魚の給餌を遠隔操作し、最適化」 https://iot-usecase.com/umitron/
- アイエンター「IoT水質センサー｜24時間水質管理システム」 https://www.i-enter.co.jp/marine-tech/iot-wqsensor/
- KDDI「IoT活用事例 水産業の新領域を切り拓く 長崎県五島市の陸上養殖」 https://biz.kddi.com/beconnected/feature/2022/220817/
- 農林水産省「スマート農業技術活用促進法について」令和7年4月
- NEDO「アグリテックレポート ～食料安全保障と環境問題の観点から～」
- CAC Innovation Hub「IT技術で変わる養殖業！ スマート水産業の可能性と養殖DXの事例」 https://innovationhub.cac.co.jp/n/ne97546b3c001
- オプテックス「陸上養殖の普及に欠かせない水質管理のDX化」 https://www.optex.co.jp/solutions/dx-aquaculture.html
- Sightline Systems「データ駆動型の養殖管理システムに見る、生産性向上のヒント」 https://seisan-navi.com/20260120-post-5/
- 一般社団法人閉鎖循環式陸上養殖推進協議会 https://raspc-japan.org/
- くら寿司「日本初！AIを活用したハマチ養殖に成功」2022年6月
- リージョナルフィッシュ「日本の水産業の再成長に挑む」ICC KYOTO 2025
- 総務省「地域社会DXナビ – 漁業DXでエサも作業量も減！安定収益の養殖業へ」 https://dx-navi.soumu.go.jp/case/003
- FRDジャパン「閉鎖循環式陸上養殖システム」 https://frd-j.com/projects/