Wearable optical integrated sensor and mechanical unit appresed to base of a calf's tail

可穿戴光学集成传感器和机械单元固定在小牛尾巴的基部

• 批准号: 22K05911
• 负责人: 野上 大史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05911/
• 关键词: ウシウエアラブルストレスセンサ; ウシ疾病予防; 健康飼育; リモートセンシング; コンピュータネットワーク・ICT; 精密畜産; 光MEMSセンサ; ウエアラブル機構

畜産において疾病を予防するためにストレスをかけない飼養管理は最重要である。疾病を予防するには個体ごとにストレスを軽減・緩和させる必要があり、個体ごとのストレスの見える化が必要である。これまで、ウシでのストレス反応を計測してきており、以下の課題が判明している。①ヒト用の光電式脈波センサチップ（緑色）をウシに使用した場合、測定できないことがある。②測定時に加圧することで明瞭な脈波信号を得ることができるが、腕時計のようにベルトの締結力を利用する方法は、長期間の使用では緩みが生じてしまう。２２年度はこれら課題に取り組んだ。近赤外領域の波長の光源を使用、測定部（ウシの皮膚と脈波センサチップの接触部）のみに常に一定圧を付与可能な機構をバネの復元力を用いた装着帯で実現した。ウシでの装着試験において、取り付け取り外しを複数回行い検証した。この結果、明瞭な脈波信号が常に確認できた。また、これまで脈波信号が確認できるまで数十分ほど時間を必要とすることもあったが、本実験においては、取り付け取り外しに30秒程度で行うことができ、かつ取り付け直後に脈波信号が確認できるようになった。農場での使用を考慮した場合に、優位性は大きい。また、体動への影響により検出精度が低下することがわかっているため、レーザドップラ式血流計を用いた体動除去アルゴリズムの開発を行っている。この開発では、センサ部の小型化、体動による影響の低減を確認できている。２３年度では、ウシにおいて心電計を用いたストレス反応計測との比較を行う。体動の影響により、検出精度が落ちることがわかっているため、ビデオカメラ、加速度センサ・レーダセンサを用いて、体動を定量化し、体動の大きさと検出精度の関係性を明らかにする。これら実験結果を参考にして、体動がある中でも測定可能なセンサシステムの実現を目指す。

无压力的喂养管理至关重要，以防止牲畜养殖中的疾病。为了防止疾病，必须减轻和减轻每个人的压力，并且有必要可视化每个人的压力。到目前为止，我们一直在衡量牛的压力反应，并且已经发现了以下问题：1）当奶牛上使用人类光电脉冲波传感器芯片（绿色）时，可能无法进行测量。 ②在测量过程中的压力允许脉冲波信号，但是长期使用后，使用皮带固定力的手表等方法将放松。这些问题是在2020财年解决的。使用近红外区域波长的光源，该机构始终使用弹簧的安装频带实现了实现测量区（牛皮肤和脉搏波传感器芯片皮肤之间的接触区域（牛皮肤和脉冲波传感器芯片之间的接触区域）。在奶牛的佩戴测试期间，进行了多次附件和去除以验证。结果，始终确认透明的脉搏波信号。另外，有时需要在过去确认脉冲波信号，但是在本实验中，可以在大约30秒内安装和删除脉冲信号，并且可以在安装后立即确认脉冲波信号。考虑使用农场时，优势很大。此外，由于众所周知，由于对人体运动的影响，检测精度降低了，因此正在开发使用激光多普勒血流量计的身体运动去除算法。这种发展证实，传感器部分是缩小尺寸的，并且身体运动的影响降低了。在2011财年，将使用牛中心电图进行比较与压力反应测量。众所周知，由于身体运动的影响，检测精度将降低，因此使用摄像机，加速传感器和雷达传感器对身体运动进行量化，以阐明身体运动大小和检测精度之间的关系。使用这些实验结果，我们旨在实现一个传感器系统，即使存在物理运动，也可以测量。

项目成果

Non-wearable pulse rate measurement system using laser Doppler flowmetry with algorithm to eliminate body motion artifacts for masked palm civet (Parguma larvata) during husbandry training

使用激光多普勒血流计的非穿戴式脉搏率测量系统，其算法可消除果子狸（Parguma larvata）在饲养训练期间的身体运动伪影

• DOI: 10.35848/1347-4065/acc8df
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Hiejima Takumi;Nogami Hirofumi;Saito Aya;Ban Kazuyuki;Bandara D.S.V.;TAKIGAWA Ryo;Arata Jumpei
• 通讯作者: Arata Jumpei

ウシ疾病予防のための荷重付与機構一体型ストレスセンサ端末

具有集成负载施加机构的压力传感器终端，用于预防牛疾病

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiejima Takumi;Nogami Hirofumi;Saito Aya;Ban Kazuyuki;Bandara D.S.V.;TAKIGAWA Ryo;Arata Jumpei;野上大史
• 通讯作者: 野上大史

Non-invasive Heart Rate Measurement System Using Laser Doppler Flowmetry and Load Sensor for Husbandry Training

使用激光多普勒流量计和负载传感器进行饲养培训的无创心率测量系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Takumi Hiejima;Hirofumi Nogami;Aya Ono;Kazuyuki Ban;Ryo Takigawa; D. S. V. Bandara and Jumpei Arata
• 通讯作者: D. S. V. Bandara and Jumpei Arata