Non-destructive measurement method that overcomes light scattering to determine the sex of chicken eggs in early incubation

克服光散射的无损测量方法来确定孵化早期鸡蛋的性别

• 批准号: 21K18228
• 负责人: 近藤 直
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18228/
• 关键词: 鶏卵; レーザー; 雌雄判定; 散乱; 非破壊検査

本研究はこれまで黙認されてきた孵化直後の採卵鶏雄雛の70億羽殺処分という人類が抱える大きな未解決課題の解決を目的としている。そのため，従来の透過分光だけでなく，微小な蛍光計測技術やレーザースペックル技術を活用した高度な非破壊計測技術を組み合わせた手法によって情報収集することを目指している。今年度は，卵黄濃度がPseudomonas fluorescensの増殖と蛍光特性変化に与える影響を調査した結果，含水率が高いほど，蛍光強度が強くなる傾向を確認した。また，試験区内の菌の増減とは反対に蛍光強度の増減が確認されたことから，本菌の鶏卵における蛍光特性変化には，菌数よりも溶液環境の含水率や卵黄濃度が影響を与えることが分かった。この結果は，親鳥の日齢や貯卵条件で蛍光特性が大きく変化し，腐敗卵の検出感度の低下を引き起こす可能性を示唆しているが，各鶏卵の含水率や卵黄濃度の非破壊計測や，産卵および貯卵条件を正確に管理すれば高感度な検出が期待できる。同時に，卵殻の光透過特性についても詳細に調べた。その結果，短波長になるにつれて光透過性が低くなる理由は，主に散乱に由来している事が分かった。また，400 nm付近では若鶏に比べて老鶏の卵殻の方が高い光透過性を示すことが明らかになった。卵殻の光透過性の観点では，卵殻による吸収波長さえ避ければ波長の長い光を用いることで鶏卵内部をより高精度に観測することができると考えられる。具体的には，500 nmより長波長側では散乱に起因する光学密度の傾きが穏やかであり，吸収ピークに由来する光学密度の変化の方が大きいと予想されることから，鶏卵の早期雌雄判別を行ううえでは血液の吸収波長である500～600 nm帯が最適であるとの結論を得た。これらの知見を踏まえて532nmのレーザーでスペックル画像の取得を試み，現在データ解析を行っている段階にある。

这项研究的目的是解决人类面临的一个尚未解决的重大问题：70亿只孵出后立即扑杀的雄性产蛋雏鸡，这一问题至今一直被忽视。因此，我们的目标是使用不仅结合传统透射光谱而且结合利用显微荧光测量技术和激光散斑技术的先进无损测量技术的方法来收集信息。今年，我们研究了蛋黄浓度对荧光假单胞菌生长和荧光特性变化的影响，结果证实，含水量越高，荧光强度越强。此外，与测试区域细菌数量的增加或减少相比，观察到荧光强度的增加或减少，表明鸡蛋中该细菌的荧光特性的变化更多地受到鸡蛋中水分含量的影响。我发现溶液环境和蛋黄浓度比细菌的数量。该结果表明，荧光特性随亲鸟年龄和蛋储存条件的不同而发生很大变化，这可能会导致腐烂蛋的检测灵敏度下降，如果产卵和蛋储存条件准确，则可以期待高灵敏度的检测。受控。同时，还详细研究了蛋壳的透光特性。结果发现，透光率随着波长变短而降低的原因主要是由于散射。研究还表明，老鸡的蛋壳在 400 nm 左右的透光率比幼鸡的蛋壳高。从蛋壳的透光率来看，认为只要避免被蛋壳吸收的波长，使用较长波长的光就可以更高精度地观察鸡蛋的内部。具体而言，在波长大于500 nm时，由于散射而导致的光密度的斜率平缓，并且预计由吸收峰引起的光密度的变化较大，由此得出结论，500-600 nm波段。是血液的吸收波长，是执行此操作的最佳波长。基于这些发现，我们尝试使用532 nm激光获取散斑图像，目前正处于数据分析阶段。

项目成果

Optical Property of Eggshell from Younger and Older Hens in Teraheltz Region

太赫兹区域年轻和年老母鸡蛋壳的光学特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Alin Khalidduzzaman;Keiichiro Shiraga;Tetsuhito Suzuki;Naoshi Kondo;Yuichi Ogawa
• 通讯作者: Yuichi Ogawa

鶏卵の卵白濃度がPseudomonas fluorescensの増殖と蛍光特性に与える影響

蛋清浓度对荧光假单胞菌生长和荧光特性的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 関西農業食料工学会会報
• 作者: 池邉貴;鈴木哲仁;樫森亜由子;白神慧一郎;小川雄一;近藤直
• 通讯作者: 近藤直

Digital Transformation for Sustainable Asian Small Scale Intensive Agriculture

可持续亚洲小规模集约农业的数字化转型

• 发表时间: 2023
• 作者: 池邉貴;鈴木哲仁;樫森亜由子;白神慧一郎;小川雄一;近藤直;Naoshi Kondo
• 通讯作者: Naoshi Kondo

孵卵初期鶏卵の可視透過画像および分光分析による雌雄判別

利用可见光透射图像和早期孵化鸡蛋的光谱分析进行性别鉴定

• 发表时间: 2022
• 作者: 知原麻歩;鈴木哲仁;樫森亜由子;長岡伸一;白神慧一郎;小川雄一;近藤直
• 通讯作者: 近藤直

Investigation of Scattering Property of Eggshell for Nondestructive Measurement of Chicken Egg

鸡蛋无损测量中蛋壳散射特性的研究

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of CIGR The XX CIGR World Congress 2022
• 作者: Kazumasa Iwasaki;Yuichi Ogawa;Tetsuhito Suzuki;Keiichiro Shiraga;Naoshi Kondo
• 通讯作者: Naoshi Kondo