富士通は11月26日、海洋の状態をデジタル空間上に再現して変化を予測する海洋デジタルツインの研究開発の一環として、脱炭素化や海洋環境の保全への貢献が期待される、海藻・海草によるブルーカーボンの定量化や、海藻・海草が繁茂している場所（藻場）の回復・保全の支援を迅速かつ高精度に行える技術を開発したことを発表した。

ブルーカーボンとは、沿岸・海洋生態系が光合成により二酸化炭素を取り込み、その後に海底や深海に蓄積される炭素を指す。

具体的には、海流の中でも安定してプラスマイナス50センチメートル以内の位置精度での海中データ計測を実現する水中ドローン自動航行制御技術、海中に群生している海藻・海草の種類と被度を85%以上の精度で認識する藻場定量化技術、藻場に対する回復・保全施策の事前検証を支援する藻場創出シミュレーション技術の3つの要素技術を開発した。

さらに同社は、これらの技術を活用して、1ヘクタール当たり約30分と従来技術と比較して約100倍高速に計測・定量化してブルーカーボンクレジットの認証取得を支援するエンドツーエンドシステムを構築した。

  • エンドツーエンドシステムの概要図

    エンドツーエンドシステムの概要図

取り組みの背景

富士通は持続可能な成長に向けたマテリアリティの一つとして地球環境問題の解決を掲げ、気候変動（カーボンニュートラル）や自然共生（生物多様性の保全）に取り組んでいる。

その一環として、カーボンニュートラルや生物多様性保全に寄与すると期待されるブルーカーボン生態系の環境保全など、海洋環境改善施策の事前検証や、施策を実行した際の効果把握を可能とする海洋デジタルツインの研究開発を進める。

ブルーカーボン生態系の環境保全では、藻場や干潟などの生態系に対して、現状把握、回復・保全施策の立案と事前検証、施策を実行した効果の確認を行う必要があるのだが、従来は現状把握の作業には潜水士による潜水調査や専門家による分析作業が必要であり、1ヘクタール当たり2日と時間を要する課題があった。

海中の濁り、波、海流など海洋特有の厳しい環境や、取り扱う海洋のデータが膨大となるといった理由から、人手による計測や分析の精度確保には限界があった。

  • 海洋デジタルツインの構想と今回の開発技術

    海洋デジタルツインの構想と今回の開発技術

水中ドローン自動航行制御技術

海流や複雑な地形による波などの影響を読み、安定的に水中ドローンを自動で航行させる制御技術を開発。マップ上で指定した計測経路に沿って、水中ドローンをその経路から位置誤差プラスマイナス50センチメートル以内の精度で安定して航行させることで、岩礁近くなども含めて漏れなく計測できるようになるという。これにより、海中データの迅速・自動的な計測を実現した。

藻場定量化技術

濁った海中においても、海洋生態学とコンピュータビジョンの融合によって、海藻・海草の種類や被度を認識して定量化する技術を高度化した。海中の濁りによって色や輪郭が不明瞭になった画像から鮮明化技術で対象物の色や輪郭を回復できるだけでなく、鮮明化した対象物の形状や色などから海藻および海草の種類や被度を85%以上の精度で認識可能。

さらに、藻の種類や被度などによるブルーカーボンの吸収量を数理モデル化した技術も開発し、繁茂エリアのブルーカーボンの定量化も可能としている。複数の藻種が混在している条件下での認識にも対応し、日本の海域の80%をカバー可能とのことだ。

藻場創出シミュレーション技術

海洋環境学と数理モデルや機械学習を融合し、藻場の成長をシミュレーションする技術を開発した。海藻や海草と他の生態との共生や摂食関係、海水温など環境の変化、人工物の設置などの人的介入による影響を多面的にシミュレーションして予測することで、施策の有無や種類による総合的な効果の事前検証が可能になる。

これにより、これまでは専門家の知見や経験則に頼っていた藻場の回復および保全活動を、より効率的に進められるようになったとのことだ。

  • シミュレーションによる施策効果の事前検証（左側：施策無。ウニの食害の広がりで藻場が減少し、藻の無い黒いエリアが増加、右側：施策有。漁礁の設置とウニ駆除の施策を実施。全体的に藻場が増加）

    シミュレーションによる施策効果の事前検証（左側：施策無。ウニの食害の広がりで藻場が減少し、藻の無い黒いエリアが増加、右側：施策有。漁礁の設置とウニ駆除の施策を実施。全体的に藻場が増加）

Jブルークレジット認証を獲得

同社はこれらのシステムを活用して、宇和海環境生物研究所、愛媛県漁業協同組合吉田支所、宇和島市とともに宇和海でのブルーカーボンの定量化を実践。その後、ジャパンブルーエコノミー技術研究組合にブルーカーボンクレジットの認証と発行を申請し、95%の認定率でJブルークレジットの認証を獲得し、技術の有効性を確認している。