JP2008228573A - 反芻動物の健康管理システム、反芻動物の健康管理方法および反芻動物の健康管理システム用首輪 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反芻動物の健康管理システムは、反芻動物11の首11aにはめる首輪13に取り付けられた、反芻動物11から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または反芻動物11の下顎部11cおよび体部11dの温度を計測する温度センサを有する。加速度センサおよび/または温度センサにより計測された加速度データおよび/または温度データに基づいて反芻動物11の健康状態、発情や分娩のタイミングを把握する。
【選択図】図1
Description
そこで、この状況を改善するために、従来より多くの提案がなされている(例えば、特許文献1〜6参照。)。
特許文献2には、放牧された動物に装着される放牧動物管理装置において、動物の背骨に対する脚の反対側へ装着され、加速度を検知して加速度データを出力する加速度センサと、加速度データを時系列で記憶するデータメモリと、このデータメモリと接続されて加速度データを解析した歩数データを所定時間ごとに出力する解析部とを備えた構成とすることが開示されている。
特許文献4には、草食家畜の下顎部にこの草食家畜が喫食することによって生じる上下動を感知し、その回数をカウントする度数計を取り付け、その度数計からの信号を経時的に記録し、草食家畜の採食時間、採食時間帯、採食量などの採食行動を検出することが開示されている。
特許文献6には、牛の首に装着し発情行動の頻度を計測する発情行動計測手段と、発情牛を発情行動計測手段の計測結果に基づき検知する発情牛検知手段とを有する発情検知装置であって、発情行動計測手段は、首輪と、体の傾きに基づき乗駕回数を計測する加速度センサおよび角度センサと、乗駕した際に超音波を発信する超音波発信部と、乗駕された際に乗駕した牛の超音波発信部からの超音波を受信し、被乗駕回数を計測する受信側超音波センサと、各センサの計測結果と自らの識別情報とを発情牛検知手段へ送信する乗駕情報送信部とを有し、発情牛検知手段は、発情行動計測手段が送信する計測結果に基づき発情牛を選定する第一解析部および第二解析部と、各解析部の解析結果を出力する出力部を有するものが開示されている。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、牛などの反芻動物の健康状態、発情や分娩のタイミングをこの反芻動物に負担を掛けないで簡便に把握することができる反芻動物の健康管理システム、反芻動物の健康管理方法および反芻動物の健康管理システム用首輪を提供することである。
すなわち、上記課題を解決するために、第1の発明は、
反芻動物の首にはめる首輪に取り付けられた、前記反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサを有することを特徴とする反芻動物の健康管理システムである。
反芻動物の首に、前記反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサを取り付けた首輪をはめ、前記加速度センサおよび/または前記温度センサにより計測される加速度データおよび/または温度データに基づいて前記反芻動物の健康を管理するようにしたことを特徴とする反芻動物の健康管理方法である。
反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサが取り付けられていることを特徴とする反芻動物の健康管理システム用首輪である。
第2および第3の発明においては、第1の発明に関連して説明したことが成立する。
図1はこの一実施形態による反芻動物の健康管理システムの全体構成を示す。
図1に示すように、この反芻動物の健康管理システムにおいては、管理する反芻動物11の首11aに、加速度/温度計測モジュール12を取り付けた首輪13をはめる。この首輪13は、反芻動物11の採食時および反芻時に頭部11bの垂直方向の動きが生じたときに可動な大きさに構成されており、これに伴いこの首輪13の下部に取り付けられた加速度/温度計測モジュール12が反芻動物11から見て前後方向に可動になっている。この加速度/温度計測モジュール12は、反芻動物11の頭部11bの垂直方向の動きに応じて発生する反芻動物11から見て前後方向の加速度を計測するとともに、反芻動物11の下顎部11cおよび体部11dの温度を計測するためのものである。
図4は反芻動物11が頭部11bを下げて採食を行っている時を示す。図4に示すように、この状態では、加速度/温度計測モジュール12の温度センサ18のセンサ部18aは反芻動物11の下顎部11cに接触し、この下顎部11cの温度が計測される。
図5は反芻動物11が頭部11bを上げて反芻を行っている時を示す。図5に示すように、この状態では、加速度/温度計測モジュール12のセンサ部18bは反芻動物11の首に連なる体部11dに接触し、この体部11dの温度が計測される。
図1に示すように、管理する反芻動物11の首11aにはめた首輪13に取り付けられた加速度/温度計測モジュール12により加速度データおよび/または温度データを計測する。このとき、加速度データは、加速度/温度計測モジュール12の加速度センサ17の前後動より計測される。一方、温度データは、加速度/温度計測モジュール12の温度センサ18のセンサ部18a、18bがそれぞれ下顎部11cおよび体部11dと接触することにより計測される。メモリには、加速度/温度計測モジュール12により計測される加速度データおよび/または温度データのうち例えば単位時間当たりの最大値のみを取り込む。これにより、不必要なデータをスクリーニングすることができるとともに、データ数の節約ができ、メモリ容量の節約ができる。加速度および温度の計測間隔は、例えば1秒ごとに行ってもよいが、メモリへの取り込みは、具体的には、例えば、1分ごと、2分ごとであってもほとんど差はなく、採食および反芻行動を検出することができるが、判定をする際に例えば5〜10分ごとの移動平均を取ると加速度および温度の変化が滑らかになり、一目で採食および反芻行動を判定できるので、より正確な測定には1分ごとの方が望ましい。こうしてメモリに取り込まれた加速度データおよび温度データは、無線電波通信により、管理センター14に備えられた受信装置15により受信され、データ処理装置16により所定のアルゴリズムに従った解析が行われ、その結果に基づいて反芻動物11の健康状態、発情や分娩のタイミングの把握などが行われる。
加速度/温度計測モジュール12の加速度センサ17として3軸加速度センサを用い、加速度の計測を行った。この3軸加速度センサとしては、株式会社スリック製の3軸加速度センサ(G−MEN DR 02)を用いた。この3軸加速度センサの1軸を反芻動物11から見て前後方向に合わせ、この1軸のみ使用した。この3軸加速度センサの外形寸法は高さ75mm、幅60mm、奥行き32mmであり、重さは電池を含めて115gである。この3軸加速度センサには温度センサも付属している。
反芻動物11として酪農学園大学所有の4頭の健常牛(牛No.1〜No.4)および2頭の発情期前後の牛(牛No.5、No.6)を用いた。
図12は、牛No.1について24時間計測された加速度の計測結果を示す。
図13は、牛No.3について24時間計測された加速度の計測結果を示す。
図14および図15は、牛No.4について24時間計測された加速度の移動平均のグラフを示す。図14および図15は時間的に連続している。
図18は、図16および図17に示す牛No.5について計測された加速度の移動平均のグラフである。図18より、移動平均を取ると、発情行動の判定をより明確に行うことができることが分かる。
図19および図20は、発情期の牛No.6の発情中および発情後の加速度の計測結果を示す。図19および図20は時間的に連続している。
図21は、図19および図20に示す牛No.6について計測された加速度の移動平均のグラフである。図21より、移動平均を取ると、発情行動の判定をより明確に行うことができることが分かる。
これらの結果より、加速度の計測により、発情や分娩のタイミングの把握が可能であることが分かる。最適な人工授精のタイミングは発情開始後4〜12時間、遅くとも16時間、あるいは発情開始後4時間から発情終了後8時間(発情の持続時間は約12時間)までに授精することが望ましいので、人工授精のタイミングを逃さないようにすることができる。
加速度/温度計測モジュール12の温度センサ18として株式会社ティアンドデイ製の2チャンネル温度データロガー(RTR−71)を用い、温度の計測を行った。この温度データロガーの外形寸法は高さ92mm、幅66mm、奥行き35mmであり、重さは電池を含めて約120gである。
反芻動物11として酪農学園大学所有の5頭の牛(牛No.7〜No.11)を用いた。
図24は発情前後の牛No.8の顎側温度および体側温度を計測した結果を示し、60時間の計測データである。また、図25は図24の牛No.8の顎側温度から体側温度を引いた温度差をプロットしたものである。図25にはこの牛No.8の行動を肉眼観察した結果も併せて示す。図25より、1日目と粘液の分泌が観察される2日目と発情が起きている3日目とは温度変化のパターンに特徴的な差が見られることが分かる。
図26は分娩前の牛No.9の顎側温度および体側温度ならびに外気温を計測した結果を示し、24時間の計測データである。また、図27は図26の牛No.9の顎側温度から体側温度を引いた温度差をプロットしたものである。図26から分かるように、5時〜18時の間は体温の変化が見られなくなった。分娩は22時54分であった。
図29から分かるように、病牛では、採食が12%、起立反芻が16%、横臥反芻が2%、起立休息が39%、横臥休息が31%であり、体調の悪さからじっと起立していることが多く、休息の割合が70%を占め、また、病牛は起立状態にあることが多かった。
図31から分かるように、高泌乳牛では、採食が29%、起立反芻が6%、横臥反芻が28%、起立休息が10%、横臥休息が27%であり、反芻の割合は34%、休息の割合は37%でほぼ同じであり、また、横臥にあることが多かった。
図32に上記の発情牛(牛No.8)、分娩牛(牛No.9)、病牛(牛No.10)および高泌乳牛(牛No.11)の各個体の温度差を示す。
採食時には顎側の温度が上昇し、反芻・休息時には体側の温度が上昇した。温度差データではこの傾向はさらに明確になり、外気温の影響を排除することができる。また、牛の採食、起立、横臥の行動をこの温度差データから予測することができる。
発情期には採食・反芻が少なくなるため温度差データのパターンが変化し、また、乗駕の場合は温度センサーが体に押し付けられるため、温度の著しい上昇が見られた。
分娩前には温度差が非常に小さくなった。これは分娩前は体を動かさなくなるためと考えられる。
体調不良の牛は興奮状態で立ち続けるため、温度差のふれ幅が健常時に比べて小さかった。
高泌乳牛の温度差データのパターンは健常牛と同様であった。これは、高泌乳牛の行動は健常牛と変わらないためと考えられる。
より具体的には、例えば、採食量が低下する諸症状を伴う全ての疾病(消化器障害、ケトーシスなどの代謝病、乳房炎、肢蹄障害など)、粗飼料不足に伴う第一胃発酵異常や乳牛にあっては乳脂率低下予測、牛群などの反芻動物の群内における社会的位置(闘争・敵対行動による飼料摂取不足)、分娩の切迫、発情などの異常を早期に発見することができるため、反芻動物の健康管理や発情サイクル管理などを簡便に行うことができる。
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、構造、形状などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状などを用いてもよい。
Claims (13)
- 反芻動物の首にはめる首輪に取り付けられた、前記反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサを有することを特徴とする反芻動物の健康管理システム。
- 前記加速度センサおよび/または前記温度センサにより計測された加速度データおよび/または温度データを記録するメモリと、前記メモリに記録された前記加速度データおよび/または前記温度データを外部に出力する外部出力手段とをさらに有することを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記加速度センサにより計測された加速度データが、一定時間継続して所定の値を上回る正の値を示す場合は前記反芻動物が採食状態、一定時間継続して所定の値を下回る負の値を示す場合は前記反芻動物が反芻状態、一定時間所定の範囲内の値を示す場合は前記反芻動物が休息状態と判定することを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記加速度センサにより計測された前記加速度データのパターンと、同一個体の同一時間帯における累積加速度データのパターンとが互いに異なる場合は前記反芻動物が異常状態と判定することを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記加速度データと前記累積加速度データとの差が所定の値を上回るようなパターンを示す場合は前記反芻動物が発情状態と判定することを特徴とする請求項4記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記首輪は、前記反芻動物の頭部が垂直方向に上がった時に前記温度センサが前記反芻動物の体部に接近し、前記反芻動物の頭部が垂直方向に下がった時に前記温度センサが前記反芻動物の下顎部に接近するように取り付けられていることを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記温度センサにより計測された前記反芻動物の体部の温度に対する前記反芻動物の下顎部の温度の差が、正の値を示す場合は前記反芻動物は採食状態、負の値を示す場合は前記反芻動物は反芻状態と判定することを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記温度センサにより計測された前記反芻動物の体部の温度に対する前記反芻動物の下顎部の温度の温度差データのパターンと、同一個体の同一時間帯における累積温度差データのパターンとが互いに異なる場合は前記反芻動物が異常状態と判定することを特徴とする請求項1記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記温度差データと前記累積温度差データとの差が所定の値を上回るようなパターンを示す場合は前記反芻動物は発情状態と判定することを特徴とする請求項8記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記温度差データと前記累積温度差データとの差が所定の値を下回るようなパターンを示す場合は前記反芻動物は体調不良状態または分娩直前状態と判定することを特徴とする請求項8記載の反芻動物の健康管理システム。
- 前記外部出力手段が無線電波送信であり、前記無線電波で送信されたデータを受信する受信装置と、前記受信装置に接続して送信されたデータを記録するメモリと、前記メモリに記録されたデータについて所定のアルゴリズムで演算を行う解析装置とを有することを特徴とする請求項2記載の反芻動物の健康管理システム。
- 反芻動物の首に、前記反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサを取り付けた首輪をはめ、前記加速度センサおよび/または前記温度センサにより計測される加速度データおよび/または温度データに基づいて前記反芻動物の健康を管理するようにしたことを特徴とする反芻動物の健康管理方法。
- 反芻動物から見て前後方向の加速度を計測する加速度センサおよび/または前記反芻動物の下顎部および体部の温度を計測する温度センサが取り付けられていることを特徴とする反芻動物の健康管理システム用首輪。
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