畜産・酪農DXに向けた自律型牛生体・行動情報取得システム基盤の開拓

点击翻译按钮获取中文摘要

畜産・酪農におけるデジタルトランスフォーメーションを目指した自律型牛生体・行動情報取得システムの基盤技術の開拓研究を実施した．自律分散型のシステム構築に向けた環境発電技術として，体温と外気温の温度差を用いた熱電発電および環境光を用いた光発電に向けたパワーマネジメント技術基盤の開拓を行った．熱電発電においては，極めて低い電圧で動作を開始する必要があり，このための集積回路技術，特に基本CMOSインバータの極低電圧動作，ならびにオンチップ昇圧回路の極低電圧動作技術の開拓研究を行った．さらに環境発電技術ではハーベスタの最大電力点で動作させる必要がある．本研究では，熱電発電ならびに光発電に適した最大電力点追従制御技術の開拓研究を行った．フレキシブル熱電発電素子の研究開発では，複数の熱電半導体pn対を直列接続した熱電変換デバイスの1セットとし，複数の熱電変換デバイスが直列および並列に接続された際に，各デバイスにかかる各温度差における出力特性の検討を行った．牛の生体・行動情報取得用の脈波・行動情報取得システムの構築に向けたシステム開拓を行った．脈波・加速度センサとセンシング及びデータ通信制御用のマイコンを搭載したプロトタイプシステムを試作し，センシングやデータ通信が仕様通り実行できることの機能検証を行った．更にプロトタイプシステムにより消費エネルギーを評価し，システム低電力化の指針を得ると共に，センシングデータから牛の行動情報を取得するための認識技術の見通しを得た．