スマートセンシングと機械学習による豚全頭個別モニタリングシステム構築に関する研究

利用智能传感和机器学习构建整猪个体监测系统的研究

• 批准号: 22KJ0417
• 负责人: 霜田 晃希
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0417/
• 关键词: スマート農業; スマートセンシング; 農業情報工学; 機械学習; 呼吸器感染症

本研究では，複数センサを併用するスマートセンシングにより豚多頭飼養環境における全頭個別トラッキング法を確立するとともに，トラッキング結果より得られた豚の行動情報から豚の肥育状態・健康状態モニタリングシステムを構築することを目的とする．2022年度は，これまで農場で計測してきたマルチモーダル動画像データを対象に，機械学習手法であるCNNを用いて昼夜を問わない全頭個別トラッキング手法を開発した．またトラッキング結果から豚の行動様態を定量的に明らかにする方法を検討した．今後は多量の動画像データをもって豚の行動様態を分析し，豚行動データベースとして整備する方針である．加えて健康状態モニタリングに必要な，呼吸器感染症に罹患した豚の行動データを得るため，呼吸器感染症の一例としてブタインフルエンザ感染実験をBSL-3対応の実験室において実施した．実験に際しては農場で実際にモニタリングシステムを長期運用することを念頭に置いた．豚舎という電子機器にとって過酷な環境においても，2週間～1か月程度の長期間連続稼働させても問題なくデータ収録を実施でき，かつ膨大なデータを遅滞なく記録できる収録系を構築し，その有用性を確認した．今後はさらなる長期収録を試験するとともに，これまでの感染実験で使用していなかったブタインフルエンザ株や異なるウイルス性感染症に罹患した場合のデータを収録し，ウイルス株や感染症による症状の差異について検討する．

在这项研究中，我们将建立一种利用多个传感器的智能传感技术对多头猪饲养环境中的所有猪进行个体跟踪的方法，并且我们还将根据从猪的行为信息获得的猪的育肥和健康监测系统。跟踪结果的目的是。在 2022 财年，我们开发了一种方法，使用 CNN（一种机器学习方法）对农场测量的多模态视频数据进行白天和夜间的所有动物单独跟踪。我们还考虑了一种从跟踪结果中定量阐明猪的行为的方法。未来，我们计划利用大量的视频数据来分析猪的行为，建立猪的行为数据库。此外，为了获得健康状况监测所需的患有呼吸道感染的猪的行为数据，我们在符合BSL-3标准的实验室中进行了猪流感感染实验，作为呼吸道感染的例子。实验过程中，我们牢记监控系统在农场的长期运行。即使在猪圈这样的电子设备环境恶劣的环境下，我们也构建了记录系统，即使连续运行约两周至一个月的长时间，也可以毫无问题地进行数据记录，并且可以记录大量数据我们立即确认了它的有用性。未来，我们将进一步进行长期记录测试，还将记录之前感染实验中未使用过的猪流感毒株以及不同病毒感染病例的数据，研究不同病毒的症状差异考虑一下应变和感染。