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

基本信息

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

项目摘要

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。

在这项研究中，我们分析了使用附着在放牧奶牛身上的无线传感器标签获得的精确奶牛相互作用的时间序列变化，而仅靠从个体奶牛测量的运动和生物信息很难实现这一点。目的是开发高度敏感的健康状况。监测方法（压力检测、发情检测、健康状况了解、疾病/伤害检测）。 2021财年的主要研究成果如下。为了提取放牧奶牛之间的相互作用，需要准确地了解奶牛的位置。因此，为了通过奶牛之间的相互通信来实现位置估计，我们正在对具有双向通信功能的BLE发射器/接收器设备的规格进行研究和原型设计，并提出了可能的方法。该方法考虑到牧场等真实环境中经常发生数据丢失的情况，尝试通过分区来减少数据丢失的影响。此外，我们还关注这样一个事实：为了获得详细的交互信息，需要了解奶牛在每次执行什么样的行为，我们根据数据对估计方法进行了基础研究。个别奶牛的行为（行走、采食、躺下、站立等）。此外，为了了解实际奶牛的异常情况，定期进行血液检查并积累数据。具体来说，他们根据血液中皮质醇（一种与压力相关的激素）水平来量化压力程度，并通过一般生化测试不断收集每个人的健康状况数据。