JP6646105B2 - 放牧家畜監視システム - Google Patents

Description

本発明は、ＡＩの技術を用いて放牧家畜の体調や牧場の植生を解析する放牧家畜監視システムに関する。

特許文献１の段落００１８乃至００４３、図２乃至６で開示された放牧家畜監視システムは、牧場に放し飼いにされた放牧家畜のそれぞれに装着されセンサーが位置及び移動速度等を検出してコンピュータからなる家畜監視装置に無線で送信し、家畜監視装置が入力された位置及び移動速度に基づいて放牧家畜の行動形態を判定し、行動形態の判定から放牧家畜の体調不良の可能性がある場合には、家畜監視装置が放牧家畜の体調不良の可能性のある通知を家畜の放牧を行う人の所持する端末に無線で送信するようになっている。しかしながら、放牧家畜の体調を監視するだけで、牧場の植生を監視できない欠点がある。

特開２０１１−２４４７３６号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、人間の知的能力をコンピュータで実現するＡＩ（artificial intelligence：人工知能）の技術を用いて放牧家畜の体調や牧場の植生を解析する監視システムの提供を目的とする。

本発明は、ＨＡＰＳで収集された牧場を俯瞰的に捉えた牧場に関するデータと牧場に放し飼いにされた放牧家畜に装着されたセンサーで収集された放牧家畜に関するデータと牧場を動き回るＡＩロボットで収集された放牧家畜に関するデータ及び牧場に関するデータとをＡＩサーバー又はＡＩロボットによるＡＩの技術を用いて放牧家畜の体調や牧場の植生を解析することを特徴とする。

本発明は、放牧家畜の体調や牧場の植生を解析することにより、解析の精度が向上する効果がある。本発明において、前記ＨＡＰＳで収集された牧場を俯瞰的に捉えた牧場に関するデータとして牧場の環境と俯瞰図等のデータにより構成され、前記牧場に放し飼いにされた放牧家畜に装着されたセンサーで収集された放牧家畜に関するデータとして前記センサーで収集された放牧家畜のＩＤと放牧家畜の位置と放牧家畜の歩数と放牧家畜の移動速度と放牧家畜のバイタル等のデータにより構成され、前記ＡＩロボットで収集された放牧家畜及び牧場に関するデータとして前記ＡＩロボットで収集された放牧家畜の歩容と放牧家畜の成長度と放牧家畜の行動形態とＡＩロボットに対する放牧家畜の反応速度と牧場の土壌と牧場の植生等のデータにより構成されれば、解析の精度が一層向上する。

発明を実施するための形態に係る放牧家畜監視システムの全体を示す模式図。 発明を実施するための形態に係る放牧家畜監視システムの各構成要素を示す模式図。 発明を実施するための形態に係る放牧家畜のＡＩロボットに対する行動の一例を示す模式図。 図３のＡＩ機能部による解析の処理を示すフローチャート。 発明を実施するための形態に係る牧場の俯瞰を用いた植生の把握を示す模式図。 図５のＡＩ機能部による解析の処理を示すフローチャート。 図５のＡＩ機能部による解析としての放牧家畜の発育状態から運動が必要と判断される放牧家畜にＡＩロボットで運動を促す処理を示すフローチャート。 図５のＡＩ機能部による解析から放牧家畜４の安全を確保する処理を示すフローチャート。

図１に示した発明を実施するための形態に係る放牧家畜監視システムは、ＨＡＰＳ（High-Altiude Psudo-Satelliteの略語）２で収集された牧場３を俯瞰的に捉えた牧場３に関するデータと牧場３に放し飼いにされた放牧家畜４に装着されたセンサー５で収集された放牧家畜４に関するデータと牧場３を動き回るＡＩロボット６で収集された放牧家畜４及び牧場３に関するデータとをＡＩサーバー１又はＡＩロボット６によるＡＩの技術を用いて放牧家畜４の体調や牧場３の植生を解析することにより、解析の精度が向上し、放牧家畜４の健康及び生育や心理状態等の検知及び予知を行うとともに放牧家畜４の事故が防げる。放牧家畜４の頭数は、１頭でも複数頭でも適用可能である。尚、１台のＨＡＰＳ２で複数の牧場３を俯瞰的に捉えても適用可能である。ＡＩロボット６は１つの牧場３に対し複数台用いてもよい。

ＨＡＰＳ２で収集された牧場３を俯瞰的に捉えた牧場３に関するデータとしては、牧場３の環境と俯瞰図等データにより構成される。牧場３に放し飼いにされた放牧家畜４に装着されたセンサー５で収集された放牧家畜４に関するデータとしては、センサー５で収集された放牧家畜４のＩＤと放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータにより構成される。ＡＩロボット６で収集された放牧家畜４及び牧場３に関するデータとしては、ＡＩロボット６で収集された放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の行動形態とＡＩロボット６に対する放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータにより構成される。

例えば、ＡＩサーバー１がＨＡＰＳ２で収集された牧場３を俯瞰的に捉えた牧場３のデータ、放牧家畜４に装着されたセンサー５で収集された放牧家畜４に関するデータと、牧場３を動き回るＡＩロボット６で収集された放牧家畜４及び牧場３に関するデータと加え、ネットワーク７より得られた気象のデータをＡＩの技術で解析して放牧家畜４の健康及び生育や心理状態等の検知及び予知を行うともに放牧家畜４の事故を防ぐようにしても良い。

図２において、発明を実施するための形態に係る放牧家畜監視システムの構成要素について説明する。ＡＩサーバー１は、商用電源部１１とバッテリー１２と記憶部１３と通信部１４とＡＩ機能部１５とを備え、商用電源部１１が１００Ｖの交流を直流の５Ｖの電圧に変換した電力をバッテリー１２に充電し、通信部１４とＡＩ機能部１５とがバッテリー１２から供給された電力で動作する。そして、通信部１４は、ＡＩサーバー１とＨＡＰＳ２とのデータのやり取りが可能な無線通信、ＡＩサーバー１とネットワーク７とのデータのやり取り可能な無線又は有線で通信を行うようになっている。通信部１４の通信によりＨＡＰＳ２からＡＩサーバー１に取り込まれた放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータ及びネットワーク７からＡＩサーバー１に取り込まれた気象のデータが記憶部１３に記憶される。

ＡＩ機能部１５は記憶部１３から抽出した放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータ及び気象のデータに基づいてＡＩにより解析し、放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等を定期的に判定して記憶部６５に記憶する。又、放牧家畜監視システムのユーザがネーとワーク７に接続された図示のされていないデータ端末によりＡＩサーバー１を操作すると、当該ユーザの操作に応じて放牧家畜４の歩容放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等の判定のデータが記憶部６５から抽出されてネットワーク７経由して前記図示のされていないデータ端末にダウンロードされるようになっている。尚、ＡＩロボット６は１台でも複数台でも適用可能であるが、ＡＩロボット６が複数台の場合には識別子が記憶部６５に記憶されており、ＡＩサーバー１又はＨＡＰＳ２又は図示のされていないデータ端末とＡＩロボット６との通信に際して記憶部６５から抽出した識別子のやり取りをおこなって識別できるようになっている。

ＨＡＰＳ２は、太陽電池２１と無線通信部とカメラ２３と記憶部２４とを備え、太陽電池２１によるクリーンなエネルギーを動力源とする、気球、飛行船、航空機、ドローン等のようなソーラプレーンを２０Ｋｍ乃至５００Ｋｍ以内の定点に位置させ、カメラ２３で地形を高分解能に撮影し、無線通信部２２で無線通信網を構築する、高高度疑似衛星である。無線通信部２２は、ＡＩサーバー１とＨＡＰＳ２とのデータのやり取りが可能な無線通信、ＨＡＰＳ２とセンサー５とのデータのやり取りが可能な無線通信、ＨＡＰＳ２とＡＩロボット６とのデータのやり取り可能な無線通信を行うようになっている。ＡＩサーバー１とセンサー５及びＡＩロボット６からＨＡＰＳ２に取り込まれたデータは記憶部２４に記憶される。

センサー５は、太陽電池５１とバッテリー５２と記憶部５３とＧＰＳ検出部５４と歩数検出部５５と速度検出部５６とバイタル検出部５７と無線通信部５８とを備え、太陽電池５１で発電された電力がバッテリー５２に充電され、ＧＰＳ検出部５４と歩数検出部５５と速度検出部５６とバイタル検出部５７とがバッテリー５２から供給された電力で動作して放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータを収集して記憶部５３に記憶する。又、記憶部５３には、センサー５を装着した放牧家畜４の個体を表した識別情報としての放牧家畜４のＩＤを示すデータが予め記憶されている。

そして、無線通信部５８が記憶部５３から放牧家畜４のＩＤと放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータを定期的に抽出してＨＡＰＳ２及びＡＩロボット６の一方又は両方に無線で送信する。放牧家畜４のバイタルは、放牧家畜４の状態を把握する指標であって、放牧家畜４の体温と放牧家畜４の脈拍と放牧家畜４の呼吸及び放牧家畜４の血圧等のデータである。

ＡＩロボット６は、太陽電池６１とバッテリー６２と移動機能部６３とカメラ６４と記憶部６５と無線通信部６６とＡＩ機能部６７とを備え、太陽電池６１で発電された電力がバッテリー６２に充電され、移動機能部６３とカメラ６４と無線通信部６６とＡＩ機能部６７とがバッテリー６２から供給された電力で動作し、無線通信部６６が放牧家畜４のＩＤをセンサー５から直接又はセンサー５からＨＡＰＳ２を経由して収集して記憶部６５に記憶し、移動機能部６３で移動しながらカメラ６４で放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の心理状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータを収集して記憶部６５に記憶する。放牧家畜４の歩容は歩いている時の放牧家畜４の運動の様子を指し、見た目に表れる歩き方である。

そして、ＡＩ機能部６７が記憶部６５から抽出した放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の心理状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータをＡＩにより解析し、放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の心理状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等を定期的に判定して記憶部６５に記憶する。又、無線通信部６６が記憶部６５から放牧家畜４の歩容放牧家畜４の成長度と放牧家畜４の心理状態と放牧家畜４の反応速度と牧場３の土壌と牧場３の植生等の判定のデータを定期的に抽出してネットワーク７又はＨＡＰＳ２経由でＡＩサーバー１に無線で送信する。

図３に示した発明を実施するための形態に係る家畜のＡＩロボット６への反応に対するＡＩによる解析として、ＡＩロボット６が移動して放牧家畜４に近づいたときに、放牧家畜４が攻撃的、逃げる、立ち竦む、無視する等の行動を行った場合を例示した。図３に示したＡＩ機能部８は、図２のＡＩサーバー１のＡＩ機能部１５及びＡＩロボット６のＡＩ機能部６７に相当する。

図４を用いて、図３のＡＩ機能部８による解析の処理ついて説明する。ステップ４０１では、データ放牧家畜４に付けられたセンサー５から放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータが入力され、ネットワーク７から気象のデータが入力され、ステップ４０２に進む。ステップ４０２では、センサー５からの放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータとネットワーク７からの気象のデータとに基づいて放牧家畜４の健康状態及び発育状態を解析し、ステップ４０５に進む。

又、ステップ４０３では、ＡＩロボット６からＡＩロボット６の移動速度とＡＩロボット６のカメラ６４で収集された放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の行動形態等のデータが入力され、ステップ４０４に進む。ステップ４０４ではＡＩロボット６からのＡＩロボット６の移動速度と放牧家畜４の歩容と放牧家畜４の行動形態とに基づいて放牧家畜４の心理状態を解析し、ステップ４０５に進む。

ステップ４０５ではステップ４０２による放牧家畜４の健康状態及び発育状態の解析とステップ４０４による放牧家畜４の心理状態の解析とから放牧家畜４の総合的な健康状態と発育状態と心理状態とを管理し、ステップ４０６に進む。ステップ４０６では、注意を払うべき放牧家畜４を抽出して対応する。

図５に示した発明を実施するための形態に係る牧場３の俯瞰を用いた植生の把握として、ＨＡＰＳ２からの俯瞰図のデータから健康な家畜がよく食べに来る場所３１を把握し、ＡＩロボット６のカメラ６４で収集した牧場３の土壌と牧場３の植生等のデータから健康な家畜がよく食べに来る場所３１の牧場３の土壌と牧場３の植生を把握し、他の牧場３でもそのような牧場３の土壌と牧場３の植生が保たれるよう管理する場合を例示した。図５では、ＨＡＰＳ２からの俯瞰図のデータの対象としての牧場３が１つに限定されるものではなく、複数でも適用可能であり、複数の牧場３からのデータを解析することより、ＡＩによる解析の精度が向上する。又、図５では牧場３に放牧家畜４を１頭に図示したが、牧場３に放牧家畜４は１頭に限定されるものでなく、放牧家畜４が複数頭存在するのが一般的であり、放牧家畜４が複数頭存在しても適用可能である。各センサー５が放牧家畜４のＩＤを持ち、その動きはＧＰＳ等でも把握しても、ＡＩロボット６がセンサー５から放牧家畜４のＩＤを読み取り、場所や動きを把握しても良い。

図６を用いて、図５のＡＩ機能部８による解析の処理ついて説明する。ステップ６０１では、放牧家畜４に付けられたセンサー５から放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータが入力され、ネットワーク７から気象のデータが入力され、ステップ６０２に進む。ステップ６０２では、センサー５からの放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータとネットワーク７からの気象のデータとに基づいて放牧家畜４の健康状態及び発育状態を解析し、ステップ６０３に進む。

ステップ６０３では、健康状態と発育状態と心理状態との良い放牧家畜４を抽出し、ステップ６０４に進む。ステップ６０４では、ＨＡＰＳ２から健康状態と発育状態と心理状態との良い放牧家畜４の集まる場所３１を放牧家畜４の位置や俯瞰図等のデータから把握し、ステップ６０５に進む。ステップ６０５では、ＡＩロボット６のカメラ６４で収集した健康状態と発育状態と心理状態との良い放牧家畜４の集まる場所３１の土壌及び植生のデータをＡＩにより解析し、ステップ６０６に進む。ステップ６０６では、他の場所でも健康状態と発育状態と心理状態との良い放牧家畜４の集まる場所３１の土壌及び植生が保たるように対策を施す。

図７を用いて、図５のＡＩ機能部８による解析から放牧家畜４の発育状態から運動の必要になる放牧家畜４にＡＩロボット６で運動を促す処理ついて説明する。ステップ７０１では、放牧家畜４に付けられたセンサー５から放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータが入力され、ネットワーク７から気象のデータが入力され、ステップ７０２に進む。ステップ７０２では、センサー５からの放牧家畜４の位置と放牧家畜４の歩数と放牧家畜４の移動速度と放牧家畜４のバイタル等のデータとネットワーク７からの気象のデータとに基づいて放牧家畜４の健康状態及び発育状態をＡＩ解析し、ステップ７０３に進む。ステップ７０３では、ステップ７０２でのＡＩ解析に基づき、ＡＩロボット６が運動の必要な放牧家畜に近づいて運動を促す。

図８を用いて、図５のＡＩ機能部８による解析から放牧家畜４の安全を確保する処理ついて説明する。ステップ８０１では、センサー５からの放牧家畜４の位置のデータやＨＡＰＳ２からの俯瞰図のデータから危険な場所を把握し、ステップ８０２に進む。ステップ８０２では、ＡＩサーバー１からＨＡＰＳ２を経由してＡＩロボット６を制御し、ステップ８０３に進む。ステップ８０３では、ＡＩロボット６が移動して放牧家畜４を安全な場所に誘導する。

１ ＡＩサーバー
２ ＨＡＰＳ
３ 牧場
４ 放牧家畜
５ センサー
６ ＡＩロボット
７ ネットワーク

Claims (1)

1. ＨＡＰＳで収集された牧場を俯瞰的に捉えた牧場に関するデータと牧場に放し飼いにされた放牧家畜に装着されたセンサーで収集された放牧家畜に関するデータと牧場を動き回るＡＩロボットで収集された放牧家畜に関するデータ及び牧場に関するデータとをＡＩサーバー又はＡＩロボットによるＡＩの技術を用いて放牧家畜の体調や牧場の植生を解析する放牧家畜監視システムであって、前記ＨＡＰＳで収集された牧場を俯瞰的に捉えた牧場に関するデータが牧場の環境と俯瞰図とのデータにより構成され、前記牧場に放し飼いにされた放牧家畜に装着されたセンサーで収集された放牧家畜に関するデータが前記センサーで収集された放牧家畜のＩＤと放牧家畜の位置と放牧家畜の歩数と放牧家畜の移動速度と放牧家畜のバイタルとのデータにより構成され、前記ＡＩロボットで収集された放牧家畜及び牧場に関するデータが前記ＡＩロボットで収集された放牧家畜の歩容と放牧家畜の成長度と放牧家畜の行動形態とＡＩロボットに対する放牧家畜の反応速度と牧場の土壌と牧場の植生とのデータにより構成されたことを特徴とする放牧家畜監視システム。

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