JP2007173930A - 動物の行動観測方法、及び動物の行動観測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、行動観測すべき動物の、放牧の有無によらず、その行動系を観測する新規な方法及び装置を提供する。
【解決手段】動物１０の顎部１０Ａにスイッチングセンサー１１を取り付ける。次いで、動物１０の顎部１０Ａの動きをスイッチングセンサー１１における電圧変化として検知するとともに、センサー１１における前記電圧変化を電気信号として発信機１２から発信し、所定の外部受信機で受信して、前記電気信号に基づいて動物１０の顎部１０Ａの動きから動物１０の採食及び反芻などの行動を観測する。また、発信機１２から間欠的な無線信号を発信し、動物１０の位置を特定して、その移動状態を把握する。
【選択図】図２

Description

本発明は、動物の行動観測方法、及び動物の行動観測装置に関する。

放牧環境や野生環境下において反芻獣の採食、反芻及び休息といった行動は、生命維持に直接的に関連しており（非特許文献１及び２）、この点で野生環境下での行動を計測することは野生反芻獣保護若しくは放牧家畜の生産性を検討する場合、最も重要なこととなる。これらの行動は、摂取する草の質や形状のみならず、気温や音などの外的要因によっても影響を受けることが知られている（非特許文献３）。

また、舎飼や施設内での飼育環境に比べて野性環境や放牧環境のような自然においては、特にこれらの行動は外的影響を強く受ける可能性が指摘されている（非特許文献３）。したがって、野生反芻獣保護若しくは放牧家畜の生産性について詳細に検討する場合、これらの行動を測定することは必須の要件である。

例えば、反芻獣の行動を測定する場合、顎の動きをビデオカメラで録画して計測する方法や咬筋筋電図でその動きを捉える方法が一般に用いられている（非特許文献４）。若しくは、肉眼で直接観察する方法が用いられている。また、上下顎に呼吸ピックアップセンサーを装着して計測する方法も用いられている（非特許文献５）。

しかしながら、ビデオカメラや直接観察の場合には多大な労力がかかり、咬筋筋電図の場合には外科的処置を要する。また、ピックアップセンサー装着の場合には、動物を代謝ケージなどで保定しなければならない。したがって、このような測定法では動物を拘束しない自然に近い状態で栄養行動を測定することは困難である。

上述したように、反芻獣の採食行動は内的要因及び外的要因によっても影響を受けることから、自然に近い状態において、これらの行動を測定することで、環境因子との因果関係についてより詳細に検討することが可能になると考える。このような観点より、動物を拘束しない状態で行動を測定する手法について検討する必要がある。
神立 誠・須藤恒二 ルーメンの世界 P37-40 農山漁村文化協会 東京 1985 佐々木康之・小原嘉昭 反芻動物の栄養生理学 P318 農産漁村文化協会 東京 1998 梅津 元昌 乳牛の科学 P63 農村漁村文化協会 東京 1986 Hirayama T, Katoh k. Effects of Heat Exposure and Restricted Feeding on Behavior,Digestibility and Growth Hormone Secretion in Goats. Asian-Australasian Journal of Animal Science, l7: P655-658. 2004. Asato N, Hirata T, Hirayama T, Onodera R, Shinjo A, Oshiro S. 2002. Effects of intraruminal isopropyl alcohol infusions on the ruminating behavior of goats. Asian-Australasian Journal of Animal Science,15:P1134-1138.

本発明は、行動観測すべき動物の、放牧の有無によらず、その行動系を観測する新規な方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、
動物の顎部にセンサーを取り付ける工程と、
前記動物の前記顎部の動きを前記センサーにおける電圧変化として検知する工程と、
前記センサーにおける前記電圧変化を電気信号として第１の発信機から発信する工程と、
前記動物に取り付けられた第２の発信機から所定の無線信号を発振する工程と、
前記電気信号及び前記無線信号を所定の外部受信機で受信し、前記電気信号に基づいて前記動物の前記顎部の運動を観測し、前記無線信号に基づいて前記動物の移動とを観測する工程と、
を具えることを特徴とする、動物の行動観測方法に関する。

また、本発明は、
動物の顎部に取り付け、前記動物の前記顎部の動きを電圧変化として検知するためのセンサーと、
前記センサーにおける前記電圧変化を電気信号として発信するための第１の発信機と、
前記動物に取り付けられた所定の無線信号を発振する第２の発信機と、
前記電気信号及び前記無線信号を受信するための所定の外部受信機とを具え、
前記電気信号に基づいて前記動物の前記顎部の運動を観測し、前記無線信号に基づいて前記動物の移動とを観測するようにしたことを特徴とする、動物の行動観測装置に関する。

動物、特に放牧家畜の行動系は、大きく分けて採食及び反芻などの食物摂取と、それ以外の休息及び移動などの行動とに分けることができる。前記食物摂取においては、前記動物の顎が常に動き、前記休息及び前記移動などの行動においては、前記動物の顎が停止する。したがって、前記動物の行動系を概略的に把握するためには、前記動物の前記顎の動きを観測することによって実現することができる。

本発明によれば、前記動物の顎にセンサーを取り付け、前記動物の前記顎の動きに応じた電圧変化を検知するとともに、前記電圧変化を電気信号として第１の発信機から発信するようにしている。したがって、前記センサーからの前記電気信号を検知することにより、前記動物の前記食物摂取あるいは前記休息及び前記移動などの行動系を概略的に把握することができる。

一方、前記動物に取り付けられた第２の発信機から所定の無線信号を発信し、これを例えば指向性のアンテナなどの外部受信機で受信するようにしている。したがって、前記動物の居場所を特定することができ、前記動物の食物摂取とは別に、前記動物の移動のみを把握することができる。

このように、本発明では、動物の顎の動きに関する電気信号と動物の移動に関する無線信号とを同時に検知するようにしているので、前記動物の食物摂取及び移動を同時に知ることができる。

なお、本発明の好ましい態様においては、前記センサーはスイッチングセンサーであり、前記動物の前記顎部の動きを前記スイッチングセンサーのオンオフによる電圧変化で検知するようにする。この場合、例えば前記動物の前記顎部が上下方向に動いて開動作を行う際に、前記スイッチングセンサーがオンとなり、前記動物の前記顎部が上下方向から内方に動いて閉動作を行う際に前記スイッチングセンサーがオフとなるようにすることができる。

なお、上記の場合において、前記スイッチングセンサーのオンオフは、前記動物の前記顎部の周囲にベルトを設け、このベルトの一端を前記スイッチングセンサーに取り付け、前記動物の前記顎部の動きに起因した前記ベルトの伸張に起因して行うようにすることができる。

また、本発明の他の好ましい態様においては、前記無線信号は前記第２の発信機に組み込んだ間欠発信回路からの間欠的な無線信号とすることができる。このような間欠的な無線信号は、従来から動物などの位置特定において汎用されているものであり、前記動物の位置特定などを高精度に行うことができるようになる。さらに、前記間欠的な無線信号としては、Ａ１形式の無線信号を使用することができる。

さらに、本発明のその他の好ましい態様においては、前記センサーからの電気信号は、前記第１の発信機より無線発信させるようにする。これによって、前記動物が遠方に移動した場合においても、前記外部受信機で前記動物の前記顎部の動きを簡易に検知することができる。

以上説明したように、本発明によれば、行動観測すべき動物の、放牧の有無によらず、その行動系を観測する新規な方法及び装置を提供することができる。

以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について、最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の動物の行動観測装置を放牧家畜である牛に取り付けた場合の外観図である。図１においては、牛１０の顎部１０Ａにおいてスイッチングセンサー１１がシリコンベルト１５を介して取り付けられ、牛１０の頸部１０Ｂには、スイッチングセンサー１１と配線１６を介して電気的に接続された発信機１２が保持ベルト１７を介して取り付けられている。なお、発信機１２は、所定の間欠発信回路を内部に具えており、以下に詳述するように、所定の間欠的な無線信号を発信するとともに、スイッチングセンサー１１からの電圧変化に起因した電気信号を同じく無線信号として発信するようにして構成されている。

図２は、本発明の動物の行動観測装置における全体の構成を概略的に示した図であり、図３は、図１に示す行動観測装置におけるスイッチングセンサー１１を拡大して詳細に示す図である。図１〜図３に示すように、牛１０の顎部１０Ａが上下方向に運動すると、その上下方向の運動に起因してシリコンベルト１５が伸張し、スイッチングセンサー１１のシャフト１１Ｂを、スプリング１１Ａを介して押圧する。

例えば、牛１０が顎１０Ａを閉じている際には、シリコンベルト１５は伸張されないので、例えば図３（ｂ）に示すようにシャフト１１Ｂを引張ることなく押した状態のままとなり、この場合、スイッチングセンサー１１はオフとなる。また、牛１０が顎１０Ａを開いている際には、シリコンベルト１５は伸張されることになるので、例えば図３（ｃ）に示すようにシャフト１１Ｂを引張り、この場合、スイッチングセンサー１１はオンとなる。

このようなスイッチングセンサー１１のオンオフは、配線１６を介して発信機１２に送られ、発信機１２からは無線信号として外部受信機２１に送られる。一方、外部受信機２１で受信した前記無線信号は、アナログーデジタル変換器２２を介してデジタル信号に変換され、コンピュータ２３に送られる。コンピュータ２３においては汎用のソフトを用いることにより、前記デジタル信号をグラフ化して、以下に詳述するようなグラフを得、牛１０の行動を検知する。

図４は、コンピュータ２３で前記デジタル信号をグラフ化したものである。牛１０が採食をしているときは、牛１０の顎１０Ａは絶えず上下に動いているので、スイッチングセンサー１１はほぼ規則的に交互にオンオフとなり、図４（ａ）に示すような規則的にオンオフが行われるようなグラフとなる。また、牛１０が反芻を行う際には、咀嚼に伴う顎の連続的な上下運動の後、飼料の燕下及び吐き戻しがあるので、その間顎運動は停止するようになる。したがって、図４（ｂ）に示すような規則的なオンオフ信号の群が、ある時間間隔で出現するようなグラフとなる。また、牛１０が採食や反芻を行っていない際には、スイッチングセンサーは常にオフとなるので、図４（ｃ）に示すように何らの信号も検出されないグラフとなる。

しかしながら、図４（ｃ）に示す状態は、単に牛１０が採食や反芻を行っていないことを示すのみであって、牛１０が実際に休息しているのか、移動しているのかの判別を行うことができない。かかる観点より、本発明においては、上述したように、発信機１２は、所定の間欠発信回路を内部に具えており、所定の間欠的な無線信号を発信するようにしている。したがって、外部受信機２１として例えば指向性のアンテナなどを用いれば、牛１０の位置を簡易に特定することができ、牛１０の移動状態を簡易に把握することができる。

なお、前記間欠的な無線信号としては、Ａ１形式の無線信号を用いることができる。このような無線信号はアマチュア無線において汎用されており、発信機１２として複雑な発信機を用いることなく、アマチュア無線で使用できる程度の発信機を用いることによって、牛１０の位置、すなわち移動状態を把握することができる。

また、コンピュータ２３では、図４に示すようなグラフをリアルタイムで受信することができるとともに、上述した間欠的な無線信号もリアルタイムで受信することができる。したがって、牛１０の採食や反芻などの行動、並びに移動や休息などの行動もリアルタイムで検知することができる。

以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。

例えば、上記具体例においては、牛を例にとって説明してきたが、本発明の方法及び装置は、その他の放牧家畜や野生反芻獣などについても適宜使用することができる。

また、上記具体例では、顎の動きを検知するセンサーとしてスイッチングセンサーを用いたが、同様の目的を達成できるものであれば、任意のセンサーを用いることができる。

さらに、外部受信機についても、牛などの動物の位置を明確に把握し、その移動を特定できるものであれば、指向性アンテナ以外の任意のアンテナを用いることができる。

本発明の動物の行動観測装置を放牧家畜である牛に取り付けた場合の外観図である。 本発明の動物の行動観測装置における全体の構成を概略的に示した図である。 図１に示す行動観測装置におけるスイッチングセンサーを拡大して詳細に示す図である。 本発明の方法及び装置で得た、牛の顎の運動に起因した電圧変化によるデジタル信号をグラフ化して示すものである。

符号の説明

１０ 牛
１０Ａ 牛の顎部
１０Ｂ 牛の頸部
１１ スイッチングセンサー
１２ （間欠発信回路を含む）発信機
１５ シリコンベルト
１６ 配線
１７ 保持ベルト
２１ 外部受信機（指向性アンテナ）
２２ アナログ−デジタル変換器
２３ コンピュータ

Claims (28)

1. 動物の顎部にセンサーを取り付ける工程と、
   前記動物の前記顎部の動きを前記センサーにおける電圧変化として検知する工程と、
   前記センサーにおける前記電圧変化を電気信号として第１の発信機から発信する工程と、
   前記動物に取り付けられた第２の発信機から所定の無線信号を発振する工程と、
   前記電気信号及び前記無線信号を所定の外部受信機で受信し、前記電気信号に基づいて前記動物の前記顎部の運動を観測し、前記無線信号に基づいて前記動物の移動とを観測する工程と、
   を具えることを特徴とする、動物の行動観測方法。
2. 前記センサーはスイッチングセンサーであり、前記動物の前記顎部の動きを前記スイッチングセンサーのオンオフによる電圧変化で検知することを特徴とする、請求項１に記載の動物の行動観測方法。
3. 前記動物の前記顎部が上下方向に動いて開動作を行う際に前記スイッチングセンサーがオンとなり、前記動物の前記顎部が上下方向から内方に動いて閉動作を行う際に前記スイッチングセンサーがオフとなるようにしたことを特徴とする、請求項２に記載の動物の行動観測方法。
4. 前記動物の前記顎部の周囲にベルトを設けるとともに、このベルトの一端が前記スイッチングセンサーに取り付けられ、前記スイッチングセンサーのオンオフは、前記動物の前記顎部の動きに起因した前記ベルトの伸張に起因してなされることを特徴とする、請求項３に記載の動物の行動観測方法。
5. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内に連続して受信している状態において、前記動物が採食行動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
6. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内において断続的に受信している状態において、前記動物が反芻行動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
7. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内において受信していない場合に、前記動物が休息又は単なる移動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
8. 前記無線信号は前記第２の発信機に組み込んだ間欠発信回路からの間欠的な無線信号であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
9. 前記無線信号はＡ１形式の無線信号であることを特徴とする、請求項８に記載の動物の行動観測方法。
10. 前記電気信号は、前記第１の発信機より無線発信させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
11. 前記第１の発信機と前記第２の発信機とを統合して単一の発信機とすることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
12. 前記外部受信機は指向性アンテナであることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
13. 前記動物は放牧家畜又は野生反芻獣の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
14. 前記動物の行動をリアルタイムで観察することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一に記載の動物の行動観測方法。
15. 動物の顎部に取り付け、前記動物の前記顎部の動きを電圧変化として検知するためのセンサーと、
    前記センサーにおける前記電圧変化を電気信号として発信するための第１の発信機と、
    前記動物に取り付けられた所定の無線信号を発振する第２の発信機と、
    前記電気信号及び前記無線信号を受信するための所定の外部受信機とを具え、
    前記電気信号に基づいて前記動物の前記顎部の運動を観測し、前記無線信号に基づいて前記動物の移動とを観測するようにしたことを特徴とする、動物の行動観測装置。
16. 前記センサーはスイッチングセンサーであり、前記動物の前記顎部の動きを前記スイッチングセンサーのオンオフによる電圧変化で検知するようにしたことを特徴とする、請求項１５に記載の動物の行動観測装置。
17. 前記動物の前記顎部が上下方向に動いて開動作を行う際に前記スイッチングセンサーがオンとなり、前記動物の前記顎部が上下方向から内方に動いて閉動作を行う際に前記スイッチングセンサーがオフとなるようにしたことを特徴とする、請求項１６に記載の動物の行動観測装置。
18. 前記動物の前記顎部の周囲にベルトを設けるとともに、このベルトの一端が前記スイッチングセンサーに取り付けられ、前記スイッチングセンサーのオンオフは、前記動物の前記顎部の動きに起因した前記ベルトの伸張に起因してなされるようにしたことを特徴とする、請求項１７に記載の動物の行動観測装置。
19. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内に連続して受信している状態において、前記動物が採食行動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１５〜１８のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
20. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内において断続的に受信している状態において、前記動物が反芻行動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１５〜１９のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
21. 前記外部受信機において、前記電気信号を一定の期間内において受信していない場合に、前記動物が休息又は単なる移動を実施していると判断することを特徴とする、請求項１５〜２０のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
22. 前記第２の発信機は、前記無線信号として間欠的な無線信号を発信するための間欠発信回路を含むことを特徴とする、請求項１５〜２１のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
23. 前記無線信号はＡ１形式の無線信号であることを特徴とする、請求項２２に記載の動物の行動観測装置。
24. 前記第１の発信機は、前記電気信号を無線発信させるようにしたことを特徴とする、請求項１５〜２３のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
25. 前記第１の発信機と前記第２の発信機とを統合して単一の発信機として具えることを特徴とする、請求項１５〜２４のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
26. 前記外部受信機は指向性アンテナであることを特徴とする、請求項１５〜２５のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
27. 前記動物は放牧家畜又は野生反芻獣の少なくとも一方であることを特徴とする、請求項１５〜２６のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。
28. 所定の計算機を具え、前記動物の行動をリアルタイムで観察するようにしたことを特徴とする、請求項１５〜２７のいずれか一に記載の動物の行動観測装置。

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