Health Monitoring of Grazing Cattle by Time Series Analysis of Interactions

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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。