Health Monitoring of Grazing Cattle by Time Series Analysis of Interactions

通过相互作用的时间序列分析来监测放牧牛的健康

• 批准号: 21H04914
• 负责人: 大川 剛直
• 金额: $ 26.79万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04914/
• 关键词: 時系列ネットワーク解析; ヘルスモニタリング; 無線センサノード; 位置推定; スマート農業; 省電力無線デバイス

本研究では、放牧牛に装着した無線センサタグを利用して得られる精緻な牛間インタラクションの時系列変化を分析することで、個別の牛から計測される運動情報や生体情報だけでは実現が困難であった高感度なヘルスモニタリング（ストレス検知、発情検知、健康状態把握、疾病・負傷発見）手法の開発を目的としている。令和3年度の主要な研究実績は以下の通りである。放牧牛同士のインタラクションを抽出するためには、牛の位置を的確に把握することが求められる。そこで、牛間相互通信による位置推定の実現に向けて、双方向通信機能を有するBLE送受信デバイスの仕様について検討・試作を進めるとともに、受信電波強度データをもとに個々の放牧牛の位置推定が可能な手法について提案した。この手法では、放牧場のような実環境においてデータ欠損が頻繁に発生することに留意し、ゾーン分けによって欠損影響の削減を試みている。また、詳細なインタラクション情報を得るためには、それぞれの時刻において牛がどのような行動を行っているかを把握する必要があることに着目し、BLE送受信デバイスに内蔵した加速度センサから得られる時系列データをもとに、個々の牛の行動（歩行、採食、横臥、佇立など）を推定するための手法について、基礎的な検討を実施した。さらに、実際の牛における異常状態を把握するため、定期的な血液検査を実施し、データ蓄積を行った。具体的には、ストレス関連ホルモンであるコルチゾールの血中値をもとにストレスの度合いを定量化するとともに、一般生化学検査を通して、各個体の健康状態に関するデータを継続的に収集した。

This study で は, grazing cattle に containing し た wireless セ ン サ タ グ を using し て have ら れ る between delicate な cattle イ ン タ ラ ク シ ョ ン の series - turn を analysis す る こ と で, individual の か ら measuring さ れ る movement intelligence や living body intelligence だ け で は be difficulty now が で あ っ た Gao Gan degrees な ヘ ル ス モ ニ タ リ ン グ (ス ト レ ス 検 know, 発 検 know, good health State control, disease and injury occurrence) manipulation of the scale を purpose と <s:1> て る る. The main な research achievements in the third year of the Reiwa era are as follows: である である. Grazing cattle with James の イ ン タ ラ ク シ ョ ン を spare す る た め に は position, cattle の を に really grasp す る こ と が o め ら れ る. そ こ で, cattle, mutual communication between に よ る position presumption の be am に to け て, both parties to the communication function を す る BLE to send the letter デ バ イ ス の shi others に つ い て 検, please try, as を into め る と と も に, trusted waves strength デ ー タ を も と に a 々 の grazing cattle の position presumption が may な gimmick に つ い て proposal し た. こ の gimmick で は, rangeland の よ う な be environment に お い て デ ー タ owe loss が frequent に 発 raw す る こ と に advertent し, ゾ ー ン points け に よ っ て owe loss effect の cut を try み て い る. ま た, detailed な イ ン タ ラ ク シ ョ ン intelligence を る た め に は, そ れ ぞ れ の moment に お い て cattle が ど の よ う な action line を っ て い る か を grasp す る necessary が あ る こ と に mesh し, BLE to send the letter デ バ イ ス に within 蔵 し た acceleration セ ン サ か ら have ら れ る series when デ ー タ を も と に, a 々 の cattle の action (step line, to gather the food, Lying down, standing up な を) を presumed するため するため technique に を て て basic な検 argument を practical application た. さ ら に, the event be の に お け る abnormal state を grasp す る た め, regular blood 検 な を be し, デ ー タ accumulation を line っ た. Specific に は, ス ト レ ス masato even ホ ル モ ン で あ る コ ル チ ゾ ー ル の blood numerical を も と に ス ト レ ス の degrees or い を quantitative す る と と も に, general biochemistry 検 check を tong し て, each individual の health に masato す る デ ー タ を 継 続 of に 収 set し た.

项目成果

首輪型デバイスによる計測データを用いたRNNに基づく牛の行動分類

使用项圈式设备的测量数据基于 RNN 进行奶牛行为分类

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Fujimura;Motoharu Sonogashira;Masaaki Iiyama;植田晋之介，大川剛直，大山憲二，太田 能
• 通讯作者: 植田晋之介，大川剛直，大山憲二，太田 能

Depth Image Selection Based on Posture for Calf Body Weight Estimation

基于姿势的深度图像选择用于小腿体重估计

• DOI: 10.3390/engproc2021009020
• 发表时间: 2021
• 期刊: Engineering Proceedings
• 作者: Yamamoto Yuki;Ohkawa Takenao;Ohta Chikara;Oyama Kenji;Nishide Ryo
• 通讯作者: Nishide Ryo

ノード間の接続性を考慮した電波強度に基づく放牧牛の位置推定

考虑节点间连通性的基于无线电场强度估计放牧牛的位置

• 发表时间: 2021
• 作者: Kimura;I.;Oishi;H.;Hayashi;M.J.;Amano;K.;若菜理志，大川剛直，大山憲二，太田 能
• 通讯作者: 若菜理志，大川剛直，大山憲二，太田 能