JP5407012B2 - 乳牛の健康状態判別方法及び判別システム - Google Patents

Description

本発明は、ストールに繋留された乳牛の健康状態を判別するための乳牛の健康状態判別方法及び判別システムに関する。

一般に、ストールに繋留される乳牛の健康管理は、疾病や体調不良の早期発見或いは飼養環境の早期改善などを行うことにより、乳牛の良好な健康状態を維持する上で重要である。特に、近年では乳牛の高泌乳化が進み、分娩後の負のエネルギバランスや暑熱などのストレスが乳牛への負担を増大させていることから、各乳牛毎の健康状態に対する的確かつ早期の把握がより重要性を増している。

このため、従来より乳牛の健康状態を監視する装置やシステムも提案されており、例えば、特許文献１には、家畜に、その家畜の生体情報となる体温，脈拍，活動度を検出する検出手段と、その検出手段が検出した生体情報を演算処理するとともに、その演算結果を記憶するデータ処理手段と、それら検出手段及びデータ処理手段に電力を供給する電源供給手段とを備えたデータ収集部が取り付けられて構成された家畜の生体情報収集装置が開示され、また、特許文献２には、動物の少なくとも一つの動作状態を感知するためのセンサ手段及びセンサ手段に作動的に接続され、かつ評価ステーションへの情報の送信のための送信手段を含む動物の動作活動を監視するための装置であって、センサ手段は少なくとも一つの強度測定装置を含み、その出力信号は振幅、トランジェント及び／又は上昇時間に関する動物の動きを表し、動物の様々な状態の決定のための処理器を含む評価ステーションに供給されるようにした動物の動作活動を監視するための装置が開示されている。

特開平６−２３７６６８号公報 特表２００２−５２３０６６号公報

しかし、上述した従来の装置（システム）は、次のような問題点があった。

第一に、基本的には、体温，脈拍，活動度等の生体に係わる情報や動き自体の情報を検出するものであるため、必ずしも健康状態が反映されない場合もある。例えば、暑さや寒さ（風）等の外的なストレスを受けていても、そのストレスが体温や脈拍に反映されない場合、このような生体に係わる情報や動き自体の情報をもっては必ずしも乳牛の体調やストレスを含む健康状態を的確かつ早期に把握できない。

第二に、情報を得るには、別途の検出器をベルト等を介して乳牛の首等に吊り下げて使用する必要があるため、却って乳牛に対して無用なストレスを与える要因を作り出してしまう虞れがある。

第三に、情報を得るには、温度センサ，脈拍センサ，歩数計等の各種センサを内蔵する検出器を、全ての乳牛にそれぞれ装着する必要があるとともに、検出器の情報を送受信するための専用システムを構築する必要があるなど、大幅なコストアップ要因となる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した乳牛の健康状態判別方法及び判別システムの提供を目的とするものである。

本発明に係る乳牛の健康状態判別方法は、上述した課題を解決するため、ストールＡｃ…に繋留された乳牛Ｃ…の健康状態を判別するに際し、予め、少なくとも、自動給餌機２に設けることにより乳牛Ｃ…の牛番を検出する牛番検出センサ３ｉの検出タイミングに係わる反応データＤｉ…と乳牛Ｃ…の存在を検出する牛体検出センサ３ｐの検出タイミングに係わる反応データＤｐ…の一つ及び／又は組合わせに対する判別条件を設定するとともに、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際に、牛番検出センサ３ｉの検出タイミングに係わる反応データＤｉ及び牛体検出センサ３ｐの検出タイミングに係わる反応データＤｐを検出し、検出した反応データＤｉ，Ｄｐと判別条件に基づいて乳牛Ｃの健康状態を判別処理するようにしたことを特徴とする。

また、本発明に係る乳牛の健康状態判別システム１は、ストールＡｃ…に繋留された乳牛Ｃ…の健康状態を判別するための健康状態判別システムであって、自動給餌機２に設けることにより少なくとも乳牛Ｃ…の牛番を検出する牛番検出センサ３ｉと乳牛Ｃ…の存在を検出する牛体検出センサ３ｐを有する検出手段３と、少なくとも、牛番検出センサ３ｉの検出タイミングに係わる反応データＤｉと牛体検出センサ３ｐの検出タイミングに係わる反応データＤｐの一つ及び／又は組合わせに対する判別条件を設定するとともに、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際に検出される牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐより得る反応データＤｉ，Ｄｐと判別条件に基づいて乳牛Ｃの健康状態を判別処理する健康状態判別手段４を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、判別条件には、少なくとも、牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐの双方が検出状態になること，牛体検出センサ３ｐのみが検出状態になること，牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐの双方が検出状態にならないこと，の一つ又は二つ以上の判別条件を含ませることができる。なお、判別処理は、異なる時刻に行う複数回の給餌における反応データＤｉ…，Ｄｐ…に基づいて行うことが望ましい。また、反応データＤｉ，Ｄｐには、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際における特定の時点から牛番検出センサ３ｉ及び／又は牛体検出センサ３ｐが検出状態になるまでの時間データを含ませることができる。一方、牛番検出センサ３ｉには、乳牛Ｃに設けたＩＤタグ５を読取ることにより牛番を検出する牛番リーダ３ｉｓを用いることができるとともに、牛体検出センサ３ｐには、動いている生体を検知する焦電型赤外線センサ３ｐｓを用いることができる。

このような本発明に係る乳牛の健康状態判別方法及び判別システム１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際に、牛番検出センサ３ｉの検出タイミングに係わる反応データＤｉ及び牛体検出センサ３ｐの検出タイミングに係わる反応データＤｐを検出し、検出した反応データＤｉ，Ｄｐと判別条件に基づいて乳牛Ｃの健康状態を判別するようにしたため、乳牛Ｃの健康状態を的確かつ早期に把握することができる。即ち、ストールＡｃ…に繋留される乳牛Ｃ…の場合、最も大きな関心事（楽しみ）は給餌時間であり、この給餌時間に示す乳牛Ｃの採食反応（食欲）は、健康状態の良好な乳牛Ｃと健康状態の良くない乳牛Ｃとでは明確な差を生じる。本発明は、このような給餌時における採食反応を検出センサ３ｉ，３ｐから得る反応データＤｉ，Ｄｐに基づいて判別するようにしたため、乳牛Ｃの健康状態を的確かつ早期に把握できる。

（２） 従来のような、別途の検出器をベルト等を介して乳牛Ｃ…の首等に吊り下げて使用するものではないため、乳牛Ｃ…に対して無用なストレスを与える要因を作り出してしまう不具合を解消できる。

（３） 自動給餌機２に設ける検出手段３を利用するため、温度センサ，脈拍センサ，歩数計等の各種センサを内蔵する検出器を各乳牛Ｃ…毎に装着する必要がない。また、自動給餌機２において他の目的で搭載される既設の検出センサ（牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐ）を兼用できるとともに、ソフトウェア処理等により容易に実施できるため、コスト面での負担が僅かとなり、低コスト性に優れる。

（４） 好適な態様により、判別条件に、少なくとも、牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐの双方が検出状態になること，牛体検出センサ３ｐのみが検出状態になること，牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐの双方が検出状態にならないこと，の一つ又は二つ以上の判別条件を含ませれば、健康状態の判別に対して実用的となる三段階の判別を容易に行うことができる。

（５） 好適な態様により、判別処理を、異なる時刻に行う複数回の給餌における反応データＤｉ…，Ｄｐ…に基づいて行うようにすれば、判別処理の信頼性をより高めることができ、特に、実用上十分な信頼性を確保できる。

（６） 好適な態様により、反応データＤｉ，Ｄｐに、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際における特定の時点から牛番検出センサ３ｉ及び／又は牛体検出センサ３ｐが検出状態になるまでの時間データを含ませれば、乳牛Ｃにおける採食反応の度合を定量的に検出でき、より緻密で多様性のある判別を行うことができる。

（７） 好適な態様により、牛番検出センサ３ｉとして、乳牛Ｃに設けたＩＤタグ５を読取ることにより牛番を検出（識別）する牛番リーダ３ｉｓを用いれば、通常、自動給餌機２により給餌を行う際に使用する牛番を確認するための既設のセンサを兼用できるとともに、特に、検出可能エリアを設定することにより検出タイミングに係わる反応データＤｉを得るセンシング手段として最適となる。

（８） 好適な態様により、牛体検出センサ３ｐとして、動いている生体を検知する焦電型赤外線センサ３ｐｓを用いれば、通常、自動給餌機２により給餌を行う際に使用する乳牛の存在を確認するための既設のセンサを兼用できるとともに、特に、乳牛Ｃが動いている状態のみを検出できるため、検出タイミングに係わる反応データＤｐを得るセンシング手段として最適となるとともに、さらに、牛番検出センサ３ｉと組合わせる観点からも最適となる。

本発明の好適実施形態に係る乳牛の健康状態判別方法を説明するためのフローチャート、 本発明の好適実施形態に係る乳牛の健康状態判別システムを実施できる繋留牛舎における内部のレイアウト構成を示す平面概略図、 同繋留牛舎に備える給餌システムにおける自動給餌機の内部構造図、 同給餌システムにおける自動給餌機に備える検出手段と乳牛の位置関係を示す説明図、 同繋留牛舎の一部であって給餌システムの一部を示す側面構成図、 同繋留牛舎の一部であって搾乳システムの一部を示す側面構成図、 同健康状態判別システムを含む乳牛飼養管理システムの全体構成を示すブロック系統図、 同健康状態判別方法を実施した際の結果データ表、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の理解を容易にするため、繋留牛舎の全体構成について、図２〜図６を参照して説明する。

図２は繋留牛舎Ｍの内部における概要を示す。この繋留牛舎Ｍには多数のストールＡｃ…が配列するストール群Ａが設置され、各ストールＡｃ…に乳牛Ｃ…が係留されている。そして、このストール群Ａの上方に、ストール群Ａに沿った搾乳システムＳｍが設置されるとともに、このストール群Ａの前方に、ストール群Ａに沿った給餌システムＳｈが設置される。

給餌システムＳｈは、ストール群Ａの前上方に配したガイドレール部２１と、このガイドレール部２１に沿って移動する自動給餌機２を備える。この自動給餌機２は、図３〜図５に示すように、ガイドレール部２１に装填した自走式の移動部２２と、この移動部２２に吊下げられた給餌機本体２３を備える。給餌機本体２３は、底部に計量器付の飼料排出機構２４を有する飼料ケース部２５を備える。飼料ケース部２５は、粗飼料Ｂａを収容する粗飼料収容部２６と配合飼料Ｂｂを収容する配合飼料収容部２７を有する。そして、粗飼料収容部２６の内部には、粗飼料繰出コンベア機構２８及び繰出量を安定化させるビータ機構２９を配設するとともに、配合飼料収容部２７の内部には、スクリュ式の繰出オーガ機構３０を配設する。

また、飼料ケース部２５の外側面にはコントローラ部３１を配設するとともに、飼料ケース部２５の下面にはバッテリを収容したバッテリボックス３２を配設する。上述した移動部２２は駆動モータを用いた駆動部３３を搭載し、この駆動部３３はコントローラ部３１により駆動制御される。なお、移動部２２の停止や移動方向の制御は、移動部２２に設けた検出部（検出センサ）３５が、ガイドレール部２１の所定位置に設けた被検出部３４…を検出することにより行われる。このような給餌システムＳｈの構成により、各ストールＡｃ…に対して自動給餌機２を自動で移動させて給餌を行うことができる。

一方、搾乳システムＳｍは、ストール群Ａの上方に配したガイドレール部４１を備える。ガイドレール部４１は、ストール群Ａに沿って配した主レール４１ｍと、この主レール４１ｍの中途位置から直角方向に分岐し、かつストールＡｃ…間に配した複数の分岐レール４１ｓ…を備える。この場合、分岐レール４１ｓ…は、配列するストールＡｃ…に対して一つ置き、即ち、相隣る分岐レール４１ｓと４１ｓ…間に二つのストールＡｃ…が入るように配する。また、分岐レール４１ｓ…の先端前方には、図６に示すミルクライン４２及び真空ライン４３を配置する。ミルクライン４２及び真空ライン４３はストール群Ａに沿って配し、各分岐レール４１ｓ…に対向する位置には、後述するディストリビュータ４８が接続するミルクタップ４２ｔ…を付設する。

さらに、搾乳システムＳｍには、ガイドレール部４１に沿って移動する一台又は二台以上の搾乳機４４…を備える。搾乳機４４は、ガイドレール部４１に装填した自走式の移動部４５と、この移動部４５に搭載したコントローラ部４６と、移動部４５の両側に吊下げた左右一対の搾乳ユニット４７ｐ，４７ｑと、移動部４５の先端に設けたディストリビュータ４８を備える。この場合、移動部４５には駆動モータを用いた駆動部４９を搭載し、この駆動部４９はバッテリを内蔵するコントローラ部４６により駆動制御される。なお、移動部４５の停止や移動方向の制御は、移動部４５に設けた検出部（検出センサ）がガイドレール部４１の所定位置に配した被検出部を検出することにより行われる。搾乳ユニット４７ｐ（４７ｑも同じ）は、パルセータ装置や自動離脱装置等を含むユニット本体５０と、乳牛Ｃの各乳房Ｃｂ…に装着する四つのティートカップ５１…と、ミルククロー５２を備え、ミルクチューブにより、ティートカップ５１…とミルククロー５２とユニット本体５０とディストリビュータ４８間を接続するとともに、真空チューブにより、ティートカップ５１…とユニット本体５０とディストリビュータ４８間を接続する。また、ミルククロー５２とユニット本体５０は離脱用ワイヤ５３により接続する。このような搾乳システムＳｍの構成により、各ストールＡｃ…に対して搾乳機４４を自動で移動させて搾乳を行うことができる。

次に、本実施形態に係る乳牛の健康状態判別システム１を備える乳牛飼養管理システムＭｃの制御系（電気系）の構成について、図２〜図７を参照して説明する。

まず、給餌システムＳｈの自動給餌機２には給餌機コントローラ７１を搭載する。給餌機コントローラ７１は、給餌機コントローラ本体部７２を備えるとともに、この給餌機コントローラ本体部７２に接続した無線通信部７３を備える。給餌機コントローラ本体部７２は、コンピュータ機能を備え、メモリに格納した処理プログラムに基づく一連の制御処理（シーケンス制御処理）をはじめ、演算処理，記憶処理，通信処理及び入出力処理等の各種データ処理（コンピューティング処理）を実行する。この場合、給餌機コントローラ本体部７２及び無線通信部７３は、図３に示すコントローラ部３１に内蔵する。

また、自動給餌機２には、乳牛Ｃ…の牛番を検出する牛番検出センサ３ｉ及び乳牛Ｃ…の存在を検出する牛体検出センサ３ｐを備える。本実施形態では、牛番検出センサ３ｉとして、各乳牛Ｃ…に取付けた電子耳標（ＩＤタグ）５…を読み取ることにより当該ＩＤタグ５…に設定された牛番（ＩＤ）を検出（識別）する牛番リーダ３ｉｓを使用するとともに、牛体検出センサ３ｐには、動いている生体を検知する焦電型赤外線センサ３ｐｓを使用し、この牛番リーダ３ｉｓと焦電型赤外線センサ３ｐｓは、給餌機コントローラ本体部７２に接続する。牛番リーダ３ｉｓ（牛番検出センサ３ｉ）と焦電型赤外線センサ３ｐｓ（牛体検出センサ３ｐ）は、本実施形態に係る健康状態判別システム１における検出手段３を構成する。

ところで、給餌の際には牛番を確認する必要があるとともに、乳牛Ｃが実際に居るか否かを確認する必要があるため、牛番検出センサ３ｉ（牛番リーダ３ｉｓ）及び牛体検出センサ３ｐ（焦電型赤外線センサ３ｐｓ）は、図３及び図４に示すように、通常、自動給餌機２に付属している。本実施形態に係る健康状態判別システム１は、この牛番検出センサ３ｉと牛体検出センサ３ｐを検出手段３に兼用する。

即ち、牛番検出センサ３ｉの場合、自動給餌機２に対しては、牛番（ＩＤ）を識別する本来の目的で用いるとともに、健康状態判別システム１に対しては、ＩＤタグ５の検出タイミング（検出時点）に係わる反応データＤｉを検出する目的で用いる。特に、牛番リーダ３ｉｓは、隣りの牛番を誤って読み取ることがないように、検出可能エリアを５０〔ｃｍ〕程度に設定している。このように、牛番リーダ３ｉｓは、健康状態判別システム１に兼用できるとともに、検出可能エリアを設定することにより検出タイミングに係わる反応データＤｉを得るセンシング手段として最適となる。

同様に、牛体検出センサ３ｐの場合、自動給餌機２に対しては、給餌の際に乳牛Ｃが実際に居るか否かを確認する本来の目的で用いるとともに、健康状態判別システム１に対しては、生体を検知する検出タイミング（検出時点）に係わる反応データＤｐを検出する目的で用いる。特に、本実施形態では、牛体検出センサ３ｐとして、焦電型赤外線センサ３ｐｓを用いているため、乳牛（生体）Ｃが動いている状態のみを検出でき、検出タイミングに係わる反応データＤｐを得るセンシング手段として最適になるとともに、牛番リーダ３ｉｓと組合わせる観点からも最適となる。なお、焦電型赤外線センサ３ｐｓは、センサ視野内で生体が動いたときに生じる赤外線エネルギ量の分布変化を検出する機能を有する。したがって、動かない物体であるストールＡｃのポールやネックレール等の障害物に影響を受けないとともに、動かない生体（乳牛Ｃ）も検出しない。例示の焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出可能エリアは２〔ｍ〕程度である。

また、牛番リーダ３ｉｓと焦電型赤外線センサ３ｐｓは、センサユニット７４として一体に構成し、図３及び図４に示すように、飼料ケース部２５におけるストールＡｃ…側に対向する外側面であって、その前側下部における飼料排出機構２４付近に取付ける。この場合、センサユニット７４は、自動給餌機２の給餌時の移動方向に対応させて取付位置を変更することが望ましい。即ち、図２に示すように、自動給餌機２が矢印Ｘｆ方向に移動する場合、飼料排出機構２４に対して移動方向とは反対側（図２中、飼料排出機構２４の右側）に取付ける。他方、自動給餌機２が矢印Ｘｆ方向に対して逆方向へ移動する場合には、図２中、飼料排出機構２４の右側に取付ける。取付位置を変更するのは、食欲の旺盛な乳牛Ｃの場合、直前に給餌された隣の餌を食べようとして頭部が隣のストールＡｃ側へ大きく寄ったときなどの誤検出を防止するためである。なお、７４ｆは、センサユニット７４に付設することにより、牛番リーダ３ｉｓと焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出範囲（検出角度）を制限するためのフード、Ｚａはその検出範囲を示している。

一方、搾乳システムＳｍの搾乳機２４には搾乳機コントローラ８１を搭載する。搾乳機コントローラ８１は、搾乳機コントローラ本体部８２を備えるとともに、この搾乳機コントローラ本体部８２に接続した、無線通信部８３，乳量センサ８４，乳汁センサ８５及び牛床番号リーダ８６を備える。搾乳機コントローラ本体部８２は、コンピュータ機能を備え、メモリに格納した処理プログラムに基づく一連の制御処理（シーケンス制御処理）をはじめ、演算処理，記憶処理，通信処理及び入出力処理等の各種データ処理（コンピューティング処理）を実行する。この場合、搾乳機コントローラ本体部８２及び無線通信部８３は、図６に示すコントローラ部４６に内蔵するとともに、乳量センサ８４…及び乳汁センサ８５は、各搾乳ユニット４７ｐ…（４７ｑ…）におけるユニット本体５０…に内蔵する。乳量センサ８４は搾乳時の乳量を検出する機能を有するとともに、乳汁センサ８５は搾乳した乳汁の品質を検査する機能を有する。なお、この乳汁センサ８５には乳汁の品質（特性）が正常か否かを検出する様々なセンサを適用できる。牛床番号リーダ８６は、移動部４５の先端に配設し、牛床番号を読取る機能を有する。したがって、図６に示すように、各分岐レール４１ｓ…の先端部には、各牛床のＩＤ（牛床番号）を設定したＩＤタグ８７…を配設する。これにより、牛床番号リーダ８６は、ＩＤタグ８７…に近接した際に各ＩＤタグ８７…に設定した牛床番号を読取ることができる。

他方、繋留牛舎Ｍの内部又は外部には管理室Ｒｃを設け、この管理室Ｒｃの内部に管理コントローラ９１を設置する。管理コントローラ９１は、図２に示すように、汎用コンピュータシステム９２により構成できる。汎用コンピュータシステム９２は、コンピュータ本体部９３と、このコンピュータ本体部９３に接続したディスプレイ９４，入出力部９５及び無線通信部９６を備える。コンピュータ本体部９３は、ＣＰＵ（処理部）９３ｓ，データメモリ９３ｄ及びプログラムメモリ９３ｐ等を含むコンピュータ機能を備え、プログラムメモリ９３ｐに格納した処理プログラムに基づく各種管理処理をはじめ、演算処理，記憶処理，通信処理及び入出力処理等の各種データ処理（コンピューティング処理）を実行する。ディスプレイ９４は、カラー液晶ディスプレイ等を利用できるとともに、入出力部９５には、外部メディア用ドライブ，キーボードやマウス等の入力部、及びプリンタ等の出力部を含む。また、管理コントローラ９１は、無線通信部９６及び無線通信部７３を介して給餌機コントローラ７１と相互通信できるとともに、無線通信部９６及び無線通信部８３を介して搾乳機コントローラ８１と相互通信できる。さらに、管理コントローラ２は、ＰＤＡ等のモバイルコンピューティング装置や携帯電話等を含むモバイル端末装置Ｓｃに対して相互通信できる。したがって、管理コントローラ９１は、データ通信機能Ｆｔ，データ管理機能Ｆｃ及びデータ演算機能Ｆｃｐを含む。

また、管理コントローラ９１は、乳牛Ｃの健康状態を判別処理する健康状態判別機能Ｆｋ（健康状態判別手段４）を備える。この健康状態判別機能Ｆｋには、予め、牛番リーダ３ｉｓの検出タイミングに係わる反応データＤｉ…と焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出タイミングに係わる反応データＤｐ…の一つ及び／又は組合わせに対する判別条件を設定する。これにより、健康状態判別機能Ｆｋは、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際に検出される牛番検出センサ３ｉ及び牛体検出センサ３ｐより得る反応データＤｉ，Ｄｐと判別条件に基づいて乳牛Ｃの健康状態を判別処理することができる。したがって、管理コントローラ９１のプログラムメモリ９３ｐには判別処理を実行するための処理プログラムが格納されている。

次に、本実施形態に係る健康状態判別方法を含む健康状態判別システム１の動作（機能）について、図２〜図７を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

今、給餌システムＳｈにおいて、自動給餌機２はホームポジョンに停止し、待機中にあるものとする（ステップＳ１）。待機中において、給餌開始時刻になれば、給餌機コントローラ７１は、管理コントローラ９１から管理データＤｈを受信し、この管理データＤｈに基づいて給餌工程を行う。この管理データＤｈには、全ての乳牛Ｃ…の牛番と、各牛番に対応する牛床番号及び給餌量データ等が含まれており、管理データＤｈを受信したなら給餌機コントローラ７１に登録されている前回の給餌時に使用した管理データＤｈの更新（書替）を行う。

管理データＤｈを更新したなら給餌工程を開始する。給餌工程の開始により自動給餌機２はガイドレール部２１に沿って自動で移動する（ステップＳ２，Ｓ３）。自動給餌機２は、移動により検出部３５が被検出部３４を検出する給餌位置に達すれば、その給餌位置で停止する（ステップＳ４，Ｓ５）。そして、自動給餌機２に備える焦電型赤外線センサ３ｐｓにより乳牛Ｃが居るか否かを検出するとともに、牛番リーダ３ｉｓにより乳牛Ｃの耳に取付けたＩＤタグ５のＩＤ（牛番）を読取ることにより牛番の識別を行う（ステップＳ６，Ｓ７）。また、給餌機コントローラ７１は、読取った牛番と管理データＤｈを照合し、読取った牛番に対応する給餌量データを選択（読出）する。これにより、給餌機コントローラ７１は、選択した給餌量データに基づく給餌処理を行う（ステップＳ８）。即ち、給餌量データに基づいて、粗飼料繰出コンベア機構２８及び繰出オーガ機構３０を制御するとともに、計量器付の飼料排出機構２４を制御する。これにより、給餌量データに設定された粗飼料Ｂａと配合飼料Ｂｂの配合比及び配合量に調合した給餌飼料Ｂｓを得るとともに、この給餌飼料Ｂｓを飼料排出機構２４から外部の餌置位置に投与する。なお、この給餌処理は、基本的に給餌量データにより行われる。したがって、焦電型赤外線センサ３ｐｓ及び牛番リーダ３ｉｓによる検出が無い場合であっても、前回の給餌工程で検出されている場合には所定の給餌処理が行われる。

一方、牛番リーダ３ｉｓの検出処理と焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出処理においては、牛番リーダ３ｉｓの検出タイミングに係わる反応データＤｉと焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出タイミングに係わる反応データＤｐを検出する。この場合、乳牛Ｃが良好な健康状態であれば、通常、自動給餌機２がストールＡｃに到着した時点で焦電型赤外線センサ３ｐｓと牛番リーダ３ｉｓは共に検出状態となる。しかし、焦電型赤外線センサ３ｐｓと牛番リーダ３ｉｓの一方又は双方が検出しない場合があるため、この場合には、予め設定したリミット時間Ｔｓ（例えば、８〔秒〕間程度）の間は、そのまま停止状態を維持して検出処理を継続する。そして、リミット時間Ｔｓまでに双方が検出すれば、その時点で検出処理を終了させる。これに対して、リミット時間Ｔｓが経過しても焦電型赤外線センサ３ｐｓと牛番リーダ３ｉｓの一方又は双方が検出しない場合には、リミット時間Ｔｓが経過した時点で検出処理を終了させる（ステップＳ９，Ｓ１０）。

この際、牛番リーダ３ｉｓがリミット時間Ｔｓ内に検出すれば、「検出」を示す反応データＤｉを得るとともに、リミット時間Ｔｓ内に検出しなければ、「無検出」を示す反応データＤｉを得る。また、焦電型赤外線センサ３ｐｓがリミット時間Ｔｓ内に検出すれば、「検出」を示す反応データＤｐを得るとともに、リミット時間Ｔｓ内に検出しなければ、「無検出」を示す反応データＤｐを得る。そして、この反応データＤｉ，Ｄｐ及び牛番リーダ３ｉｓにより読取った牛番データ等は、給餌機コントローラ７１に付与されるため、給餌機コントローラ７１は給餌時に収集する収集データとして管理データＤｈに追加する。これにより、管理データＤｈに対してデータ内容が追加された被管理データＤｈｒが得られるため、この被管理データＤｈｒは管理コントローラ９１に送信される。

そして、任意のストールＡｃに対する給餌処理が終了すれば、自動給餌機２は次の給餌位置へ自動で移動するとともに、次の給餌位置においても同様の給餌処理を行う（ステップＳ１１，Ｓ３…）。そして、全ての乳牛Ｃ…に対する給餌処理が終了すれば、自動給餌機２は、ホームポジションまで自動で戻り、給餌システムＳｈは待機中の状態になる（ステップＳ１１）。

他方、管理コントローラ９１が、給餌機コントローラ７１から被管理データＤｈｒを受信すれば、この被管理データＤｈｒを利用して新たな管理データＤｈを作成して更新する。また、管理コントローラ９１に備える健康状態判別機能Ｆｋにより、各乳牛Ｃ…の健康状態を判別し、この判別結果を新たに作成する管理データに反映させる等のデータ処理を行うとともに、さらに、健康管理データ等のデータベースとして記録する。

次に、健康状態判別機能Ｆｋによる健康状態判別方法について説明する。前述したように、管理コントローラ９１には予め判別条件が設定される。表１に、判別条件の一例を示す。

表１に示すように、本実施形態では、牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓの双方が検出状態になった乳牛Ｃは「Ａ（反応）」とし、焦電型赤外線センサ３ｐｓのみが検出状態になった乳牛は「Ｘ（反応鈍い）」とし、牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓの双方が検出状態にならなかった乳牛は「ＸＸ（反応無し）」とし、この三つを判別条件として設定した。この場合、乳牛Ｃの健康状態が良好であれば、通常、食欲も旺盛のため、自動給餌機２が給餌位置に停止すれば、焦電型赤外線センサ３ｐｓ及び牛番リーダ３ｉｓは共に検出状態となるため、「Ａ」として判別される。一方、焦電型赤外線センサ３ｐｓのみが検出状態になる場合としては、焦電型赤外線センサ３ｐｓにより乳牛Ｃは検出されるが、食欲が無く、給餌飼料Ｂｓに近寄って来ないため、牛番リーダ３ｉｓの検出可能エリアに入らない場合が考えられる。したがって、健康状態が良好とはいえない何らかの原因が考えられ、反応が鈍い状態の「Ｘ」として判別される。さらに、焦電型赤外線センサ３ｐｓ及び牛番リーダ３ｉｓの双方が検出状態にならない場合には、健康状態が悪く、横たわって動かないような場合が考えられる。この場合には、焦電型赤外線センサ３ｐｓ及び牛番リーダ３ｉｓのいずれも検出状態にならない異常な事態と考えられるため、「ＸＸ」として判別される。

このように、判別条件に、牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓの双方が検出状態になること，焦電型赤外線センサ３ｐｓのみが検出状態になること，牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓの双方が検出状態にならないこと，の一つ又は二つ以上、望ましくは三つの判別条件を含ませれば、健康状態の判別に対して実用的となる三段階の判別を容易に行うことができる。

一方、表２は、実際に判別処理を行った結果を示している。

この場合、サンプル数（牛数）は全部で７３である。また、表２は、４回の給餌時刻（１６時００分（前日），１０時３０分，１３時００分，１６時００分）における判別結果を示す。表２において、例えば、１０：３０の検出結果では、７３頭中、「Ａ」は４１頭、「Ｘ」は２９頭、「ＸＸ」は３頭となる。このように、判別処理を、異なる時刻に行う複数回の給餌における反応データＤｉ…，Ｄｐ…に基づいて行うようにすれば、判別処理の信頼性をより高めることができ、特に、実用上十分な信頼性を確保できる。

さらに、図８は、表２において「Ｘ」及び「ＸＸ」が付いた乳牛Ｃ…のうちの１５頭について、健康状態の推移を観察（分析）したものである。図８において、Ｋ１は牛床番号、Ｋ２〜Ｋ５は表２に対応する給餌時刻、Ｋ６は乳牛の状態観察の結果、Ｋ７は分娩後日数、Ｋ８は最終授精日、Ｋ９は妊鑑＋又は発情予定日、Ｋ１０は注意分房数をそれぞれ示している。図８に示すように、「Ｘ」及び「ＸＸ」と判別した乳牛Ｃ…は、何らかの要注意状態にあり、本実施形態に係る健康状態判別方法を用いた場合の判別結果と乳牛Ｃ…における実際の健康状態は明確な相関関係を有していることを確認できる。また、給餌時刻の異なる複数回においても、同様の判別結果が継続する傾向があることを確認できる。

このように、本実施形態に係る健康状態判別方法（健康状態判別システム１）によれば、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際に、牛番リーダ３ｉｓの検出タイミングに係わる反応データＤｉ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓの検出タイミングに係わる反応データＤｐを検出し、検出した反応データＤｉ，Ｄｐと判別条件に基づいて乳牛Ｃの健康状態を判別するようにしたため、乳牛Ｃの健康状態を的確かつ早期に把握することができる。しかも、従来のような、別途の検出器をベルト等を介して乳牛Ｃ…の首等に吊り下げて使用するものではないため、乳牛Ｃ…に対して無用なストレスを与える要因を作り出してしまう不具合を解消できる。さらに、自動給餌機２に設ける検出手段３（牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓ）を利用するため、温度センサ，脈拍センサ，歩数計等の各種センサを内蔵する検出器を各乳牛Ｃ…毎に装着する必要がない。また、自動給餌機２において他の目的で搭載される既設の牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓを兼用できるとともに、ソフトウェア処理等により容易に実施できるため、コスト面での負担が僅かとなり、低コスト性に優れる。

以上、健康状態を判別する判別処理について説明したが、牛番リーダ３ｉｓと牛番検出センサ３ｉの検出結果は、それ自体の内容も管理コントローラ９１で利用される。例えば、牛番リーダ３ｉｓの読取結果と管理データＤｈにおける牛番を対比して一致していない場合には、管理コントローラ９１に不一致情報の表示を行う。これにより、確認後に正確な牛番に修正できる。

他方、搾乳システムＳｍの動作は次のようになる。今、待機中において、搾乳開始時間になれば、搾乳機コントローラ８１は管理コントローラ９１からの管理データＤｍを受信する。これにより、管理データを受信した搾乳システムＳｍは、この管理データＤｍを利用した搾乳処理を行う。搾乳機コントローラ８１は、この管理データＤｍを受信することにより、搾乳機コントローラ８１に登録されている前回の搾乳時に使用した管理データＤｍの更新（書替）を行う。この場合、管理データＤｍには、少なくとも乳牛Ｃ…の搾乳禁止に係わる搾乳禁止データ、特に、各乳房Ｃｂ…単位の搾乳禁止データが含まれる。そして、搾乳時には、搾乳機４４がガイドレール部４１に沿って移動する。なお、最初はホームポジションから移動を開始する。搾乳機４４が搾乳を行う分岐レール４１ｓに進入し、分岐レール４１ｓの先端まで移動すれば、ディストリビュータ４８がミルクタップ４２ｔに自動で接続（装着）される。この際、搾乳機４４に備える牛床番号リーダ８６は、分岐レール４１ｓの先端に設けたＩＤタグ８７に近接するため、ＩＤタグ８７に設定されているＩＤ（牛床番号）を読取り、牛床識別を行う。搾乳機コントローラ８１は、読取った牛床番号と管理データＤｍを照合し、牛床番号に対応する搾乳禁止データを選択（読出）して表示部８８に表示する。また、搾乳処理を行う場合、作業者は、図６に示すように、各ティートカップ５１…を乳房Ｃｂ…にそれぞれ装着して搾乳を行うとともに、搾乳が終了すれば、ユニット本体５０に内蔵する自動離脱装置によりティートカップ５１…の自動離脱処理が行われる。これにより、乳牛Ｃ一頭の搾乳処理が終了する。なお、搾乳時に収集される収集データは搾乳機コントローラ８１により管理データＤｍに追加され、被管理データＤｍｒとして管理コントローラ９１に送信される。そして、搾乳処理の終了により、搾乳機４４は次の分岐レール４１ｓへ自動で移動するとともに、次の分岐レール４１ｓにおいても同様の搾乳処理を行う。全ての乳牛Ｃ…に対する搾乳が終了すれば、搾乳機４４は、ホームポジションまで自動で戻り、搾乳システムＳｍは待機中の状態になる。

次に、本発明に係る乳牛の健康状態判別方法の変更実施形態について説明する。表３は、判別条件を変更したものであり、前述した表１に対して、乳量センサ８４の検出タイミングに係わる反応データＤｃを含ませたものである。

この場合、判別条件「Ｈ」を満たすことにより、特に、「ＸＸ」の判別条件を満たす乳牛Ｃであっても乳が出ないことにより発情期にあることをより明確に判別することができる。このように、必要に応じて判別条件を追加し、任意の判別条件数を適用することができる。即ち、判別条件は、一つであってもよいし、望ましくは二以上の判別条件を設定できる。

また、検出タイミングに係わる反応データＤｉ，Ｄｐ，Ｄｃとして、上記の例では、リミット時間Ｔｓを設定し、リミット時間Ｔｓ内における検出の有無を示すデータであったが、自動給餌機２が任意のストールＡｃに移動して給餌を行う際における特定の時点、例えば、給餌位置に停止した時点から牛番検出センサ３ｉ及び／又は牛体検出センサ３ｐが検出状態になるまでの時間データを含ませれば、乳牛Ｃにおける採食反応の度合を定量的に検出できるため、より緻密で多様性のある判別を行うことができる。この場合、例えば、給餌機コントローラ７１にタイマを内蔵させ、給餌位置に停止した時点から計時を開始するとともに、牛番リーダ３ｉｓ及び焦電型赤外線センサ３ｐｓが検出状態になる時点までの時間を計時した時間データを反応データとして用いることができる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、健康状態判別機能Ｆｋ（健康状態判別手段４）を管理コントローラ９１に設けた場合を示したが、給餌機コントローラ７１に設けてもよい。また、検出手段３として、牛番リーダ３ｉｓ（牛番検出センサ３ｉ），焦電型赤外線センサ３ｐｓ（牛体検出センサ３ｐ），乳量センサ８４を挙げたが、判別条件などを考慮して他の各種センシング手段（超音波センサ，光学センサ，イメージセンサ等）を追加して利用することもできる。さらに、健康状態は、疾病，怪我，体調不良，ストレスをはじめ、周産期牛，発情予定牛，乳房炎経験牛等の様々な健康状態を適用することができる。しかも、乳牛Ｃ…の個々の健康管理のみならず、検出結果の分析により、例えば、特定のエリアに外部の風が吹き込んだり、何らかの原因により温度が上がっているなどの問題により、特定のエリアに居る乳牛Ｃ…のみが体調を崩している分布状況を発見することにより環境改善（居住性改善）にも役立たせることができる。また、反応データＤｉ，Ｄｐ，Ｄｃとして、時間に係わるデータを説明したが、距離のデータ、検出回数（検出頻度，動作の大きさ）等に係わるデータを用いてもよい。

本発明に係る乳牛の健康状態判別方法及び判別システム１は、ストールに繋留された乳牛をはじめ、豚や馬等のストールに繋留された各種の動物の健康状態判別方法及び判別システム１として利用することができる。したがって、本発明における乳牛は一般的な牛の概念みならず各種動物を含む概念である。

１：健康状態判別システム，２：自動給餌機，３：検出手段，３ｉ：牛番検出センサ，３ｐ：牛体検出センサ，３ｉｓ：牛番リーダ，３ｐｓ：焦電型赤外線センサ，４：健康状態判別手段，５：ＩＤタグ，Ａｃ…：ストール，Ｃ…：乳牛

Claims (8)

1. ストールに繋留された乳牛の健康状態を判別するための乳牛の健康状態判別方法において、予め、少なくとも、自動給餌機に設けることにより乳牛の牛番を検出する牛番検出センサの検出タイミングに係わる反応データと乳牛の存在を検出する牛体検出センサの検出タイミングに係わる反応データの一つ及び／又は組合わせに対する判別条件を設定するとともに、前記自動給餌機が任意のストールに移動して給餌を行う際に、前記牛番検出センサの検出タイミングに係わる反応データ及び前記牛体検出センサの検出タイミングに係わる反応データを検出し、検出した反応データと前記判別条件に基づいて前記乳牛の健康状態を判別処理することを特徴とする乳牛の健康状態判別方法。
2. 前記判別条件には、少なくとも、前記牛番検出センサ及び前記牛体検出センサの双方が検出状態になること，前記牛体検出センサのみが検出状態になること，前記牛番検出センサ及び前記牛体検出センサの双方が検出状態にならないこと，の一つ又は二つ以上の判別条件を含むことを特徴とする請求項１記載の乳牛の健康状態判別方法。
3. 前記判別処理は、異なる時刻に行う複数回の給餌における反応データに基づいて行うことを特徴とする請求項１又は２記載の乳牛の健康状態判別方法。
4. 前記反応データには、前記自動給餌機が任意のストールに移動して給餌を行う際における特定の時点から前記牛番検出センサ及び／又は前記牛体検出センサが検出状態になるまでの時間データを含むことを特徴とする請求項１，２又は３記載の乳牛の健康状態判別方法。
5. ストールに繋留された乳牛の健康状態を判別するための乳牛の健康状態判別システムにおいて、前記自動給餌機に設けることにより少なくとも乳牛の牛番を検出する牛番検出センサと乳牛の存在を検出する牛体検出センサを有する検出手段と、少なくとも、前記牛番検出センサの検出タイミングに係わる反応データと前記牛体検出センサの検出タイミングに係わる反応データの一つ及び／又は組合わせに対する判別条件を設定するとともに、前記自動給餌機が任意のストールに移動して給餌を行う際に検出される前記牛番検出センサ及び前記牛体検出センサより得る前記反応データと前記判別条件に基づいて乳牛の健康状態を判別処理する健康状態判別手段を備えることを特徴とする乳牛の健康状態判別システム。
6. 前記判別条件には、少なくとも、前記牛番検出センサ及び前記牛体検出センサの双方が検出状態になること，前記牛体検出センサのみが検出状態になること，前記牛番検出センサ及び前記牛体検出センサの双方が検出状態にならないこと，の一つ又は二つ以上の判別条件を含むことを特徴とする請求項５記載の乳牛の健康状態判別システム。
7. 前記牛番検出センサには、乳牛に設けたＩＤタグを読取ることにより牛番を検出する牛番リーダを用いることを特徴とする請求項５記載の乳牛の健康状態判別システム。
8. 前記牛体検出センサには、動いている生体を検知する焦電型赤外線センサを用いることを特徴とする請求項５記載の乳牛の健康状態判別システム。

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