JP7049717B1 - 動物監視システム、動物監視サーバ、動物監視方法、動物監視プログラム、及び直腸温推定モデル - Google Patents
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Abstract
Description
<動物監視システム1の概要>
本実施形態に係る動物監視システム1は、監視デバイスが装着された動物の状態や動作に基づいて当該動物の直腸温及び/又は行動を推定し、推定結果をユーザの情報端末において参照可能にするシステムである。すなわち、動物監視システム1は、動物に装着させた監視デバイスによって動物の体表温及び/又は動作を検出し、検出した体表温、動作、及び/又は当該動物の毛量等の特性に関する特徴量に基づいて当該動物の直腸温を推定する。また、動物監視システム1は、検出した体表温、動作、及び/又は当該動物の特徴量に基づいて、当該動物の行動を推定できる。更に、動物監視システム1は、監視対象である動物(以下、「監視対象動物」と称する場合がある。)について推定した直腸温、及び/又は行動に基づいて、監視デバイスの消費電力を抑制できる。
図2は、本実施形態に係る監視デバイスの外観の一例の概要を示す。具体的に図2(a)は監視デバイス5及び監視対象動物6に装着させるベルト10の概要を示し、図2(b)は監視デバイス5の裏面を示し、図2(c)は監視デバイス5の表面を示す。
図3は、本実施形態に係る中継デバイスの外観の一例の概要を示す。
監視対象動物は直腸温を計測可能な動物であれば特に限定はない。監視対象動物としては、例えば、愛玩動物(例えば、犬、猫、ウサギ、フェレット、ハムスター、猿等のペット)、飼育動物(例えば、動物園等で飼育されているトラやライオン等)、及び/又は家畜(例えば、馬、牛、豚、羊、ヤギ等)等の動物が挙げられる。
動物監視システム1は、監視対象動物6の直腸温を推定可能なシステムであって、サーバ2、中継デバイス4、監視デバイス5、及び情報端末7の各構成要素を備える。以下、各構成要素の詳細を説明する。なお、以下の説明において一の部材から他の部材に所定の情報を供給する場合や取得する場合において、一の部材と他の部材との間に、更に他の部材や通信網3を経由することを妨げない点に留意すべきである。また、一の構成要素が有する1以上の構成部材を、他の構成要素が有する構成にしてもよい。更に以下の説明において「推定部」が付された構成部材は、各構成部材が推定する内容を予測する予測部であってもよい。
図4は、本実施形態に係るサーバの機能構成の一例を示す。
認証登録部200は、中継デバイス4、監視デバイス5、及び情報端末7それぞれを識別し、サーバ2を利用可能な状態に設定する。すなわち、認証登録部200は、サーバ2を利用可能な機器として各機器を認証し、サーバ格納ユニット214の所定の格納部に所定の情報を格納することで各機器を登録する。具体的に認証登録部200は、中継デバイス4を識別する中継デバイス識別情報(中継デバイスID)を中継デバイス4から受け取って中継デバイス情報格納部220に格納し、サーバ2において管理する中継デバイスとして登録する。また、認証登録部200は、監視デバイス5を識別する監視デバイス識別情報(監視デバイスID)を監視デバイス5から受け取って監視デバイス情報格納部222に格納し、サーバ2において管理する監視デバイスとして登録する。
登録部202は、情報端末7を介して監視対象動物6に関する情報を取得し、サーバ2において監視する対象である監視対象動物として登録する。具体的に、登録部202は、情報端末7から監視対象動物6に関する情報として、監視対象動物6を識別する名前等の情報を取得し、監視対象動物6を一意に識別する監視対象動物識別子(監視対象動物ID)に対応付けて取得した情報を監視対象動物情報格納部218に格納する。これにより、登録部202は、サーバ2に監視対象動物6を登録する。
特徴量取得部204は、監視対象動物6の特徴量を取得する。特徴量取得部204は、情報端末7を介し、監視対象動物6の特徴量を取得する。例えば、特徴量取得部204は、ユーザが情報端末7に入力した監視対象動物6の特徴量をこの情報端末7から取得する。特徴量取得部204は、取得した特徴量をモデル生成部208、直腸温推定部210、行動推定部212、及び/又は監視対象動物情報格納部218に供給する。
情報取得部206は、監視対象動物6に関する各種情報及び/又は監視対象動物6が存在する環境に関する情報等を取得する。具体的に、情報取得部206は、監視デバイス5が検出する監視対象動物6の体表温に関する情報、及び/又は監視デバイス5が検出する監視対象動物6の動作に関する情報等を監視デバイス5から取得する。また、情報取得部206は、中継デバイス4が検出する監視対象動物6の周囲の環境に関する環境情報、及び/又は中継デバイス4を基点とする監視デバイス5の位置に関する情報等を中継デバイス4から取得する。そして情報取得部206は、取得した各情報を検出情報格納部226に格納し、更に直腸温推定部210、行動推定部212、警告部232に供給する。
モデル生成部208は、監視対象動物6の直腸温を推定する直腸温推定モデル、監視対象動物6の行動を推定する行動推定モデル、及び/又は監視デバイス5に効率的な省電力制御を実行させる条件を決定する省電力設定推定モデルを生成する。モデル生成部208は、生成したモデルをモデル情報格納部224に格納する。なお、以下に説明するモデル生成部208における機械学習としては、ディープラーニング等の既知の機械学習を用いることができる。
動物監視システム1は、所定の動物(監視対象動物)の特徴量(例えば、体表温等)及び当該動物の直腸温について予め学習して準備した直腸温推定モデル(学習モデル)を用いて当該動物の推定される直腸温を算出する。学習では所定の教師データを用いて体表温と直腸温との関係を学習する。
動物監視システム1は、所定の動物(監視対象動物)の動作及び当該動作に対応する行動について予め学習して準備した行動推定モデル(学習モデル)を用いて当該動物の推定される行動に関する情報を算出する。学習では所定の教師データを用いて動作と行動との関係を学習する。
動物監視システム1は、監視対象動物の動作、監視デバイス5の充電に関する情報、及び/又は消費電力に関する情報について予め学習して準備した省電力設定推定モデル(学習モデル)を用いて監視デバイス5の省電力制御を実行させる条件を算出する。学習では所定の教師データを用いて動作等と条件との関係を学習する。なお、省電力設定推定モデルは、監視デバイス5による監視対象動物6の体表温や動作についての検出精度を損ねない範囲で消費電力を効率化するモデルであり、監視対象動物6の動作等の情報を入力することで、後述する監視デバイス5の体表温検出部500や動作検出部502を停止させる最適な加速度(動作検出部502が検出する加速度)の閾値を出力することもできる。
直腸温推定部210は、体表温検出部500が検出した体表温を直腸温推定モデルに適用し、監視対象動物6の直腸温を推定する。すなわち、直腸温推定部210は、勾配法を用いた機械学習アルゴリズム等を用いて大量の動物の体表温のデータ及び動物の直腸温について学習させることにより構築された直腸温推定モデルを用いた推論処理により、動物の直腸温を算出する。例えば、直腸温推定部210は、監視デバイス5により取得される動物の体表温、動物の特徴量、及び/又は当該動物の周囲の環境情報と直腸温推定モデルとを用い、動物の直腸温を算出する。すなわち、直腸温推定部210は、少なくとも監視対象動物6の体表温と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを直腸温教師データとして受け付け、直腸温教師データによる機械学習により、少なくとも監視対象動物の体表温から監視対象動物の直腸温を出力する直腸温推定モデルに、体表温検出部500が検出した体表温を適用することで監視対象動物6の直腸温の推定値を出力する。直腸温推定部210は、出力した直腸温を推定結果情報格納部228に格納する。また、直腸温推定部210は、出力した直腸温を警告部232に供給する。なお、直腸温推定部210は、推定値としての直腸温の出力を所定の時間間隔(例えば、1秒間隔等)で実行できる。
行動推定部212は、後述の動作検出部502が検出する動作情報に基づいて、監視対象動物6の行動を推定する。具体的に行動推定部212は、監視デバイス5が検出した監視対象動物6の動作を示す動作情報を行動推定モデルに適用し、監視対象動物6の行動を推定する。すなわち、行動推定部212は、勾配法を用いた機械学習アルゴリズム等を用いて大量の動物の動作情報及び動物の動作情報に対応する行動を示す行動情報について学習させることにより構築された行動推定モデルを用いた推論処理により、動物の推定される行動の行動情報を算出する。例えば、行動推定部212は、監視デバイス5により取得される動物の体表温及び/又は動作、動物の特徴量、及び/又は当該動物の周囲の環境情報と行動推定モデルとを用い、動物の行動情報を算出する。すなわち、行動推定部212は、少なくとも監視対象動物6の動作の動作情報と当該動作に対応する行動の行動情報との組み合わせを行動教師データとして受け付け、行動教師データによる機械学習により、少なくとも監視対象動物の動作情報から監視対象動物の行動情報を出力する行動推定モデルに、監視デバイス5が検出した動作の動作情報を適用することで監視対象動物6の推定される行動の行動情報を出力する。行動推定部212は、出力した行動情報を推定結果情報格納部228に格納する。また、行動推定部212は、行動情報を警告部232、監視デバイス5の省電力制御部508に供給する。なお、行動推定部212は、行動情報の出力を所定の時間間隔(例えば、1秒間隔等)で実行できる。また、行動推定部212は、後述の動作検出部502における所定のセンサの検出値が予め定められた値を超えた場合に監視対象動物6が行動し、予め定められた値以下の場合に監視対象動物6が行動していないと推定してもよい。
警告部232は、後述する警告情報格納部230が格納する条件情報に基づいて警告情報を出力する。警告部232は、警告情報格納部230に格納されている条件情報を参照し、警告情報の出力の有無を決定する。具体的に、警告部232は、直腸温推定部210が推定した直腸温が予め定められた閾値以上の温度である場合、警告情報を出力する。また、警告部232は、行動推定部212から受け取った行動情報に基づいて警告情報を出力してもよい。警告部232は、行動推定部212から受け取った行動情報が、条件情報としての行動情報と一致する場合に警告情報を出力する。ここで条件情報としての行動情報は、監視対象動物6の健康状態に関する指標としてユーザが注意を要する指標である。一例として条件情報としての行動情報は、各種の行動(食事、排泄、睡眠、静止等の行動)の長さ、一の行動(例えば、食事等)と他の行動(例えば、排泄等)との間の時間、及び/又はその他の通常は取り得ない行動を示す情報である。更に警告部232は、情報取得部206が取得した環境情報に基づいて警告情報を出力できる。警告部232は、情報取得部206が取得した環境情報が、条件情報としての環境情報と一致する場合に警告情報を出力する。ここで条件情報としての環境情報は、例えば、監視対象動物6の周囲の温度や湿度等について予め定められた閾値である。警告部232は、環境情報が予め定められた状態(例えば、温度及び/又は湿度が予め定められた閾値以上になった状態)になった場合に警告情報を出力する。
サーバ格納ユニット214は、オペレーティングシステム(OS)や動物監視システム1に関する各種の情報を格納する。そして、サーバ格納ユニット214は、他の構成部材からの要求に応じ、所定の情報を所定の構成部材に供給する。また、サーバ格納ユニット214は、他の構成部材から供給される情報を所定の格納部に格納する。
ユーザ情報格納部216は、ユーザ識別子に対応付けてユーザに関する情報を格納する。ユーザに関する情報は、ユーザ名、ユーザのアカウント用のユーザID、当該アカウント用のパスワード、ユーザが利用する情報端末7に関する情報(例えば、情報端末7を識別する情報端末識別情報や電話番号等)、及び/又はメールアドレス等のその他のユーザの個人情報等である。
監視対象動物情報格納部218は、監視対象動物6の監視対象動物識別子及び当該監視対象動物6を所有するユーザのユーザ識別子に対応付けて監視対象動物6に関する情報を格納する。監視対象動物6に関する情報は、監視対象動物6の名前、監視対象動物6の特徴量、及び/又は当該監視対象動物6を写した画像等の情報である。
中継デバイス情報格納部220は、監視対象動物6に装着されている監視デバイス5と連携している中継デバイス4の中継デバイス識別情報に対応付けて、中継デバイス4に関する情報を格納する。中継デバイス4に関する情報は、中継デバイス4の製造番号、当該中継デバイス4が対応付けられている情報端末7に関する情報(例えば、情報端末7の情報端末識別情報、情報端末7のユーザに関する情報(例えば、ユーザ識別子))、及び/又はMACアドレス等である。
監視デバイス情報格納部222は、監視デバイス5の監視デバイス識別情報に対応付けて、動物監視システム1において登録されている監視デバイス5に関する情報を格納する。監視デバイス5に関する情報は、監視デバイス5と連携している情報端末7のユーザのユーザ識別子、監視デバイスの種類(例えば、監視対象動物6の身体のいずれの位置に装着させるデバイスであるかを示す種類)、監視デバイスを省電力制御する場合における省電力制御の内容、省電力制御を実行させるための条件(例えば、監視デバイス5に加わる加速度の値等)、充放電履歴、及び/又は消費電力履歴等の情報である。
モデル情報格納部224は、動物監視システム1で用いられる学習モデルを格納する。学習モデルは、直腸温推定モデル、行動推定モデル、及び/又は省電力設定推定モデル等である。
検出情報格納部226は、監視デバイス5において検出された各種情報であって情報取得部206が取得した各種情報を格納する。検出情報格納部226は、監視デバイス5の監視デバイス識別情報及び各種情報の検出日時に対応付けて各種情報を格納する。各種情報は、監視デバイス5が検出する監視対象動物6の体表温、及び/又は監視対象動物6の動作に関する情報等である。また、検出情報格納部226は、中継デバイス4において検出された環境情報を格納する。検出情報格納部226は、中継デバイス4の中継デバイス識別情報と環境情報を検出した日時とに対応付けて環境情報を格納する。
推定結果情報格納部228は、直腸温推定部210が出力した監視対象動物6の直腸温、及び/又は行動推定部212が推定した監視対象動物6の行動情報を格納する。推定結果情報格納部228は、監視対象動物識別子に対応付けて、当該監視対象動物識別子で識別される監視対象動物6の直腸温及び/又は行動情報を格納する。また、推定結果情報格納部228は、監視デバイス5による監視対象動物6の体表温の検出日時に対応付けて、当該体表温に基づいて算出された直腸温を格納することができる。同様に、推定結果情報格納部228は、監視デバイス5による監視対象動物6の動作の検出日時に対応付けて、当該動作に基づいて推定される行動情報を格納することができる。なお、検出日時には、検出の年月日、時分秒を含むこともできる。
警告情報格納部230は、警告部232が警告情報を出力する場合の条件を示す条件情報を格納する。具体的に、警告情報格納部230は、警告部232が警告情報を出力する基準となる直腸温の閾値を条件情報として格納する。また、警告情報格納部230は、警告部232が警告情報を出力する条件となる行動情報及び/又は環境情報を条件情報として格納する。
省電力設定推定部233は、監視デバイス5により検出された監視対象動物6の動作を示す動作情報、監視デバイス5に対する充電に関する情報、及び/又は監視デバイス5における消費電力に関する情報を省電力設定推定モデルに適用し、監視デバイス5に効率的な省電力制御を実行させる条件を出力する。すなわち、省電力設定推定部233は、勾配法を用いた機械学習アルゴリズム等を用いて大量の動物の動作情報、充電に関する情報、及び/又は消費電力に関する情報について学習させることにより構築された消費電力設定推定モデルを用いた推論処理により、監視デバイス5に対して省電力制御を実行させる条件を出力する。
サーバ通信部234は、中継デバイス4及び情報端末7と通信網3を介して双方向通信可能に通信する。なお、サーバ2が有する各構成部材は、サーバ通信部234を介して中継デバイス4及び/又は情報端末7から所定の情報を取得し、サーバ通信部234を介して中継デバイス4及び/又は情報端末7の所定の構成部材に所定の情報を供給する。
図5は、本実施形態に係る中継デバイスの機能構成の一例を示す。
連携制御部400は、中継デバイス4とサーバ2との間、中継デバイス4と監視デバイス5との間、及び中継デバイス4と情報端末7との間で双方向通信可能な状態に設定する(以下、係る設定を「連携する」と称する場合がある。)。すなわち、連携制御部400は、サーバ2、中継デバイス4、監視デバイス5、及び/又は情報端末7それぞれの間の通信接続を確立する。
環境測定部402は、中継デバイス4の周囲の環境に関する状況を測定する。具体的に環境測定部402は、周囲の環境の温度、湿度、照度、酸素濃度、二酸化炭素濃度、及び/又は音声等を測定する。したがって、環境測定部402は、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、ガスセンサ、及び/又は音声センサ等を含んで構成される。環境測定部402は、構成の容易さの観点から少なくとも温度及び湿度を測定する構成にすることが好ましい。環境測定部402は、測定した環境に関する状況を示す環境情報をサーバ2の情報取得部206に供給する。
位置情報検出部404は、中継デバイス4に対する監視デバイス5の位置に関する位置情報を検出する。位置に関する情報は、中継デバイス4から監視デバイス5までの距離、及び/又は中継デバイス4を基点とした場合における監視デバイス5の存在する方向に関する情報である。例えば、位置情報検出部404は、後述する監視デバイス通信部520からの信号強度に基づいて中継デバイス4から監視デバイス5までの距離及び監視デバイス5の方向を推定する。すなわち、監視デバイス通信部520が発信する信号強度は距離に応じて減衰するので、位置情報検出部404は受信する信号強度に基づいて監視デバイス5までの距離を推定する。また、位置情報検出部404は、複数の信号受信部を含んでいてよく、各信号受信部が受信する信号強度に基づいて監視デバイス5の中継デバイス4に対する方向を推定する。位置情報検出部404は、検出した監視デバイス5の位置情報を情報取得部206に供給する。
省電力設定部406は、サーバ2の省電力設定推定部233から受け取る省電力制御を実行させるための条件(省電力実行条件)に基づいて、監視デバイス5の省電力制御を実行する。また、省電力設定部406は、行動推定部212の推定結果を直接受け取り、受け取った推定結果に基づいて監視デバイス5の省電力制御を実行することもできる。
中継デバイス格納ユニット408は、OSや動物監視システム1に関する各種の情報を格納する。そして、中継デバイス格納ユニット408は、他の構成部材からの要求に応じ、所定の情報を所定の構成部材に供給する。また、中継デバイス格納ユニット408は、他の構成部材から供給される情報を所定の格納部に格納する。なお、中継デバイス格納ユニット408は、中継デバイス4自体に関する情報(例えば、中継デバイス4の中継デバイス識別情報や中継デバイス4の動作設定に関する各種の設定情報等)も格納できる。
連携情報格納部410は、中継デバイス4と連携している監視デバイス5及び/又は情報端末7に関する情報を格納する。連携情報格納部410は、監視デバイス5の監視デバイス識別子に対応付けて監視デバイス5に関する情報を格納する。また、連携情報格納部410は、情報端末7の情報端末識別子に対応付けて情報端末7に関する情報を格納する。連携情報格納部410が格納する監視デバイス5に関する情報は、監視デバイス情報格納部222が格納する情報と同一であってよい。
省電力情報格納部412は、中継デバイス4と連携している監視デバイス5の省電力制御に関する情報を格納する。省電力制御に関する情報は、監視デバイス5に所定の省電力モードに基づく省電力制御を実行させるための条件、及び/又は所定の省電力モードに関する情報である。なお、省電力モードとは、監視デバイス5を省電力制御する場合におけるモードであり、監視デバイス5が有する各構成部材それぞれの起動及び停止等の組み合わせを設定することで複数のパターンの省電力モードを設定できる。したがって、省電力モードに関する情報とは、このパターンを示す情報(省電力設定データ)であってよい。
充電制御部414は、中継デバイス4の装着部42に装着された監視デバイス5が有するバッテリーへの充電を制御する。また、プログラム更新部416は、中継デバイス4にインストールされているプログラムの更新、及び装着部42に装着された監視デバイス5にインストールされているプログラムの更新を実行する。
中継通信部418は、サーバ2及び情報端末7と通信網3を介して双方向通信可能に通信する。また、中継通信部418は、監視デバイス5と中継デバイス4との間、及び/又は情報端末7と中継デバイス4との間では近距離無線通信により双方向通信可能に通信接続できる。なお、中継デバイス4が有する各構成部材は、中継通信部418を介してサーバ2、監視デバイス5、及び/又は情報端末7から所定の情報を取得し、中継通信部418を介してサーバ2、監視デバイス5、及び/又は情報端末7の所定の構成部材に所定の情報を供給する。例えば、中継通信部418は、監視デバイス5から受け取った情報(監視対象動物6の体表温を示す情報や動作を示す情報等)をサーバ2に供給する。
出力部420は、中継デバイス4、及び/又は監視デバイス5に関する状況をユーザに知覚可能に出力する。例えば出力部420は、警告部232から受け取る警告情報を出力する。出力部420は、一例として、テキスト情報や画像情報を出力する表示部(液晶表示部や有機ELディスプレイ等)、及び/又は音声出力部等である。
図6は、本実施形態に係る監視デバイス及び情報端末の機能構成の一例を示す。具体的に図6(a)は監視デバイス5の機能構成の一例の概要を示し、図6(b)は情報端末7の機能構成の一例の概要を示す。
体表温検出部500は、ベルト等の補助具を用いて監視対象動物6に装着され、監視対象動物6の体表温を検出する。体表温検出部500は監視対象動物6の体表面に装着される。体表温検出部500の装着位置は、監視対象動物6の肛門部を除く位置であることが好ましく、首周り付近であることがより好ましく、喉付近であることが更に好ましい。体表温検出部500は、体表温を測定できるセンサ等であって小型センサであれば特に限定はない。例えば、体表温検出部500はサーミスタを用いて構成できる。本実施形態に係る体表温検出部500は、赤外線センサではなくサーミスタを用いて構成できることから小型化を実現でき、監視対象動物6の不快感を低減できる。体表温検出部500は、検出した体表温の情報(体表温情報)を中継デバイス4の中継通信部418を介し、情報取得部206、検出情報格納部226に供給する。
動作検出部502は、監視対象動物6に装着され、監視対象動物6の動作及び/又は向きを検出する。例えば、動作検出部502は、加速度、角速度、及び地磁気それぞれを3軸で計測する9軸モーションセンサを用いて構成できる。9軸モーションセンサは、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ(3軸加速度センサ)、3軸地磁気センサ(3軸磁気センサ)を含んで構成される。3軸ジャイロセンサは、一例として、MEMSジャイロセンサである。なお、動作検出部502においては、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、及び3軸地磁気センサそれぞれを起動させる閾値を各センサそれぞれに設定できる。また、動作検出部502は9軸モーションセンサに限らず、他のモーションセンサであってもよい。
電力情報検出部504は、バッテリー524の充放電に関する情報、消費電力に関する情報を検出する。電力情報検出部504は、予め定められた時間間隔(例えば、1秒や5秒等)でこれらの情報を検出する。電力情報検出部504は、検出した情報を省電力設定推定部233、充電・電力消費情報格納部514に供給する。
省電力モード設定部506は、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、又は3軸地磁気センサのいずれか1つのセンサの検出結果に基づいて、動作検出部502を構成する各センサの起動、停止、及び/又はサンプリング周波数を規定した監視デバイス5の省電力モードの内容を設定する。例えば、9軸モーションセンサの各センサそれぞれを起動させる閾値として所定の加速度の値が設定されている場合、省電力モード設定部506は、3軸加速度センサの検出結果が当該所定の加速度の値を下回った場合は3軸加速度センサを除く他の各センサを停止させ、検出結果が当該所定の加速度以上の場合は3軸加速度センサを除く他の各センサを起動させるように各センサ(ただし、3軸加速度センサを除く)を制御する内容の省電力モードを設定する。省電力モード設定部506は設定した内容を示す省電力モードを省電力制御部508、省電力モード情報格納部516に供給する。
省電力制御部508は、例えば、以下の3つの方式で監視デバイス5の体表温検出部500及び/又は動作検出部502の省電力制御を実行する。
省電力制御部508は、サーバ2の行動推定部212の推定結果に基づいて省電力制御を実行する。すなわち、省電力制御部508は、行動推定部212の推定結果が、監視対象動物6の行動が活発ではない状態(例えば、睡眠状態や休息状態である状態等の実質的に静止している状態であり、「不活発状態」という。)を示す場合、省電力制御を実行する。つまり、監視対象動物6が睡眠状態や休息状態であることを推定結果が示す場合、サーバ2の省電力設定推定部233は、監視デバイス5に省電力制御を実行させるための条件(省電力実行条件)を出力する。そして、省電力設定推定部233は、省電力実行条件を中継デバイス4の省電力設定部406に供給する。省電力設定部406は、省電力実行条件に基づいて省電力制御部508を制御し、省電力制御部508は監視デバイス5の省電力制御を開始する。
省電力制御部508は、省電力モード情報格納部516に格納されている省電力モード設定部506が設定した内容(つまり、省電力モード(省電力設定データ))に基づいて、監視デバイス5の動作検出部502の省電力制御を実行する。すなわち、省電力制御部508は、省電力モード設定部506が設定した内容に応じ、9軸モーションセンサの各センサそれぞれの起動若しくは停止を制御し、省電力制御を実行する。なお、省電力制御部508は、9軸モーションセンサの各センサそれぞれについて個別に起動若しくは停止を制御することも、全てのセンサを同時に制御し、各センサを同時に起動若しくは停止させる制御をすることもできる。
省電力制御部508は、サーバ2の省電力設定推定部233が出力する条件(省電力実行条件)に基づいて監視デバイス5の省電力制御を実行してもよい。例えば、省電力設定推定部233が出力する省電力制御を実行させるための条件として、9軸モーションセンサそれぞれの起動及び停止、各センサのサンプリング周波数の低減等の条件が挙げられる。すなわち、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、及び3軸地磁気センサそれぞれの起動若しくは停止の組み合わせ、並びに3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、及び3軸地磁気センサそれぞれのサンプリング周波数の所定割合の低減の組み合わせを、省電力制御を実行させるための条件にすることができる。省電力制御部508は、省電力設定推定部233が出力した条件に基づいて各センサを起動若しくは停止させ、各センサのサンプリング周波数を所定のサンプリング周波数に低減させることで省電力制御を実行する。
監視デバイス格納ユニット510は、OSや動物監視システム1に関する各種の情報を格納する。そして、監視デバイス格納ユニット510は、他の構成部材からの要求に応じ、所定の情報を所定の構成部材に供給する。また、監視デバイス格納ユニット510は、他の構成部材から供給される情報を所定の格納部に格納する。
監視デバイス情報格納部512は、監視デバイス5を識別する監視デバイス識別子に対応付けて監視デバイス5に関する情報を格納する。監視デバイス5に関する情報は、例えば、この監視デバイス5の種類や設置場所等の情報である。
充電・電力消費情報格納部514は、電力情報検出部504が検出した情報を格納する。充電・電力消費情報格納部514は、バッテリー524の充放電に関する情報、及び/又は消費電力に関する情報を格納する。充電・電力消費情報格納部514は、これらの情報を電力情報検出部504が検出した日時に対応付けて格納する。また、充電・電力消費情報格納部514は、これらの情報の履歴(つまり、充放電に関する情報及び/又は消費電力に関する情報各々の履歴)を一定期間格納し、一定期間経過後は消去してもよい。
省電力モード情報格納部516は、省電力モード設定部506が設定した内容を格納する。すなわち、省電力モード情報格納部516は、動作検出部502を構成する各センサの省電力制御の起動若しくは停止に用いる加速度の閾値等を示す情報の組み合わせを省電力モードとして格納する。省電力モード情報格納部516は、9軸モーションセンサの各センサそれぞれについて個別に起動若しくは停止を制御することを目的とし、各センサ個別に起動若しくは停止の判断基準である加速度の閾値を示す情報を格納することも、全てのセンサを同時に起動若しくは停止の制御をすることを目的として、全てのセンサに共通の起動若しくは停止の判断基準である加速度の閾値を示す情報を格納することもできる。
監視デバイス5の省電力制御として複数の省電力モード(省電力設定データ)を予め設定できる。省電力モードは、例えば、動作検出部502の3軸加速度センサが検出する加速度の値に基づいて、9軸モーションセンサの各センサそれぞれの起動若しくは停止等の実行を予め規定した内容である。つまり、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、及び3軸地磁気センサそれぞれのいずれを起動させいずれを停止させるかについてや、起動させる場合における各センサのサンプリング周波数の値、そして、起動させる場合の判断基準である加速度の値を、各センサに個別に設定することで複数の省電力モードを構成する。一例として、検出された加速度がx(m/s2)の場合には、3軸加速度センサ、3軸ジャイロセンサ、及び3軸地磁気センサの全てを起動させる省電力モードとして設定し、加速度がyの場合には(ただし、x>yとする)、3軸加速度センサを起動させ、3軸ジャイロセンサ及び3軸地磁気センサを停止させる省電力モードとして設定する。このように、監視デバイス5の複数の省電力モードを予め設定できる。そして、省電力情報格納部518は、これら複数の省電力モードを格納する。また、省電力情報格納部518は、省電力モード情報格納部516に格納されている省電力モードであって情報端末7を介してユーザが選択した省電力モードを、優先的に用いる省電力モードとして格納してよい。
監視デバイス通信部520は、中継デバイス4及び情報端末7と近距離無線通信により双方向通信可能に通信する。また、監視デバイス通信部520は、通信網3を介してサーバ2及び/又は情報端末7と直接(中継デバイス4を介さずに)、双方向通信可能に通信してもよい。なお、監視デバイス5が有する各構成部材は、監視デバイス通信部520を介してサーバ2、中継デバイス4、及び/又は情報端末7から所定の情報を取得し、監視デバイス通信部520を介してサーバ2、中継デバイス4、及び/又は情報端末7の所定の構成部材に所定の情報を供給する。
監視デバイス出力部522は、監視デバイス5の動作状況等を簡易的に出力する。監視デバイス出力部522は、一例として発光ダイオード(LED)等で構成可能なインディケータであり、例えば、発光の仕方(例えば、発光色、点滅の有無、点滅の間隔等)により、監視デバイス5からサーバ2等へ所定の情報を供給する状況や監視デバイス5のバッテリーの所定の状況(充放電の状況)、及び/又は所定のエラー等を簡易的に示す。
入力部700は、ユーザからの所定の指示や操作等の入力を受け付ける。入力部700は、動物監視システム1の所定の構成部材に当該指示を供給する。当該指示を受け付けた各構成部材はそれぞれ所定の機能を発揮する。入力部700は、ユーザからの操作入力を受け付けるための入力装置(例えば、タッチパネル、タッチパッド、マウス等のポインティングデバイス、キーボード、モーションセンサ等)である。
情報端末通信部704は、サーバ2及び中継デバイス4と通信網3を介して双方向通信可能に通信する。また、情報端末通信部704は、中継デバイス4と近距離無線通信により双方向通信可能に通信することもできる。なお、情報端末7が有する各構成部材は、情報端末通信部704を介してサーバ2、中継デバイス4、及び/又は監視デバイス5から所定の情報を取得し、情報端末通信部704を介してサーバ2、中継デバイス4、及び/又は監視デバイス5の所定の構成部材に所定の情報を供給する。
情報端末格納部706は、OSや情報端末7に関する情報を格納する。情報端末7に格納する情報は、例えば、情報端末7を用いるユーザに関する情報、電話番号、メールアドレス、及び/又はその他のテキスト情報や画像情報等である。
図7から図16は、本実施形態に係る動物監視システムにおける処理の流れの概要の一例及び情報端末における出力内容の概要の一例を示す。なお、中継デバイス及び監視デバイスの数は1つ以上であればそれぞれの数に限定はない。また、1つの中継デバイスと複数の監視デバイスとを連携させることもできる。
図7及び図9は、ユーザ登録及びデバイスの連携処理の流れの概要の一例を示す。また、図8はユーザ登録時における情報端末の出力内容の概要の一例を示し、図10は連携した中継デバイスに関する情報の情報端末における出力内容の概要の一例を示す。
図11は、監視対象動物及び特徴量をサーバに登録する際の処理の流れの概要の一例を示す。なお、監視対象動物は、例えば、ユーザのペットである(以下、監視対象動物を「ペット」と称する場合がある。)。また、図12は、監視対象動物を登録する際における情報端末の出力内容の一例を示す。すなわち、図12(a)は監視対象動物を登録する際に登録済みの動物一覧が情報端末に出力されている例を示し、図12(b)は新規の監視対象動物を登録する際の情報端末の出力画面の例を示す。
図13は、監視対象動物の直腸温及び行動の推定処理の流れの概要の一例を示す。
図15は、監視デバイスにおける省電力制御の処理の流れの概要の一例を示す。
図16は、監視デバイスにおける省電力制御の処理の流れの概要の他の例を示す。
図1~図16に示した本実施形態に係る動物監視システム1が備える各構成要素は、中央演算処理装置(CPU)等の演算処理装置にプログラム(すなわち、動物監視プログラム)を実行させること、つまり、ソフトウェアによる処理により実現できる。また、集積回路(Integrated Circuit:IC)等の電子部品としてのハードウェアにプログラムを予め書き込むことで実現することもできる。なお、ソフトウェアとハードウェアとを併用することもできる。
本実施形態に係る動物監視システム1によれば、大量の監視対象動物の体表温と直腸温とを用いて生成した直腸温推定モデルを用いた上、実際の監視対象動物の特徴量を用いて直腸温推定モデルを修正できるので、ユーザの監視対象動物の体表温から当該監視対象動物の直腸温を正確に推定できる。また、動物監視システム1においては、赤外線センサを用いずに体表温を取得できるので、従来の監視システムに比べ、監視デバイス5の構成を簡易化できると共に小型化できることから、監視対象動物が感じる不快感を低減できる。
2 サーバ
3 通信網
4、4a 中継デバイス
5 監視デバイス
6 監視対象動物
7 情報端末
10 ベルト
11 デバイス装着部
31 孔部
40 本体部
42 装着部
44 差込プラグ
200 認証登録部
202 登録部
204 特徴量取得部
206 情報取得部
208 モデル生成部
210 直腸温推定部
212 行動推定部
214 サーバ格納ユニット
216 ユーザ情報格納部
218 監視対象動物情報格納部
220 中継デバイス情報格納部
222 監視デバイス情報格納部
224 モデル情報格納部
226 検出情報格納部
228 推定結果情報格納部
230 警告情報格納部
232 警告部
233 省電力設定推定部
234 サーバ通信部
400 連携制御部
402 環境測定部
404 位置情報検出部
406 省電力設定部
408 中継デバイス格納ユニット
410 連携情報格納部
412 省電力情報格納部
414 充電制御部
416 プログラム更新部
418 中継通信部
420 出力部
500 体表温検出部
502 動作検出部
504 電力情報検出部
506 省電力モード設定部
508 省電力制御部
510 監視デバイス格納ユニット
512 監視デバイス情報格納部
514 充電・電力消費情報格納部
516 省電力モード情報格納部
518 省電力情報格納部
520 監視デバイス通信部
522 監視デバイス出力部
524 バッテリー
700 入力部
702 出力部
704 情報端末通信部
706 情報端末格納部
710 ユーザネーム入力欄
712 パスワード入力欄
714 サインインアイコン
716 新規アカウント登録アイコン
718、726 タブ
720、722 中継デバイス表示欄
724 監視デバイス表示欄
728 新規監視対象動物登録ボタン
730、732 監視対象動物選択ボタン
734 登録ページ
736、738、740、742 入力領域
744 直腸温表示領域
746 行動表示領域
748 履歴表示領域
Claims (12)
- 愛玩動物、飼育動物、又は家畜である監視対象動物の直腸温を推定可能な動物監視システムであって、
前記監視対象動物の首回りに装着され、前記監視対象動物の体表温を検出する体表温検出部と、
監視対象動物の体表温、前記監視対象動物の前記体表温検出部が装着される位置の毛量に関する情報を含む特徴量、及び前記監視対象動物が位置する空間であって前記監視対象動物から離れた位置における前記監視対象動物の周囲の環境情報と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを直腸温教師データとして受け付け、前記直腸温教師データによる機械学習により、前記監視対象動物の特徴量と体表温と前記監視対象動物の周囲の環境情報とから前記監視対象動物の直腸温を出力する直腸温推定モデルに、前記特徴量と前記体表温検出部により予め定めれらた時間間隔で検出された前記体表温と前記環境情報とを適用することで前記監視対象動物の直腸温を推定する直腸温推定部と
を備える動物監視システム。 - 前記直腸温教師データが受け付ける前記直腸温が、監視対象動物の前記体表温が検出されたときの当該監視対象動物の前記直腸温である請求項1に記載の動物監視システム。
- 前記監視対象動物の前記特徴量を取得する特徴量取得部
を更に備え、
前記直腸温推定部が、前記体表温、前記特徴量取得部が取得した前記特徴量、及び前記環境情報を前記直腸温推定モデルに適用することで前記直腸温を推定する請求項1又は2に記載の動物監視システム。 - 前記特徴量が、前記監視対象動物の種類に関する情報、及び前記監視対象動物のサイズに関する情報からなる群から選択される少なくとも1つの情報を更に含む請求項3に記載の動物監視システム。
- 前記環境情報を取得する情報取得部
を更に備え、
前記直腸温推定部が、前記特徴量、前記体表温、及び前記情報取得部が取得した前記周囲の前記環境情報を前記直腸温推定モデルに適用することで前記直腸温を推定する請求項4に記載の動物監視システム。 - 前記監視対象動物に装着され、前記監視対象動物の動作を検出する動作検出部と、
監視対象動物の動作を示す動作情報と前記動作に対応する監視対象動物の行動を示す行動情報との組み合わせを行動教師データとして受け付け、前記行動教師データによる機械学習により、前記監視対象動物の動作情報から当該監視対象動物の行動を示す行動情報を出力する行動推定モデルに、前記動作検出部により検出された前記動作を示す動作情報を適用することで前記監視対象動物の行動を推定する行動推定部と
を更に備える請求項1~5のいずれか1項に記載の動物監視システム。 - 前記直腸温推定部が推定した前記直腸温が、予め定められた閾値以上の温度である場合、警告情報を出力する警告部
を更に備える請求項1~6のいずれか1項に記載の動物監視システム。 - 前記情報取得部が、前記監視対象動物が位置する空間であって、前記監視対象動物から離れた位置に設置される環境測定部から前記環境情報を取得する請求項5に記載の動物監視システム。
- 愛玩動物、飼育動物、又は家畜である監視対象動物の直腸温を推定可能な動物監視サーバであって、
監視対象動物の首回りにおける体表温、前記監視対象動物に装着され前記監視対象動物の体表温を検出する体表温検出部が装着される位置の前記監視対象動物の毛量に関する情報を含む特徴量、及び前記監視対象動物が位置する空間であって前記監視対象動物から離れた位置における前記監視対象動物の周囲の環境情報と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを直腸温教師データとして受け付け、前記直腸温教師データによる機械学習により、前記監視対象動物の特徴量と体表温と前記監視対象動物の周囲の環境情報とから前記監視対象動物の直腸温を出力する直腸温推定モデルに、前記特徴量と前記体表温検出部により予め定められた時間間隔で検出された前記体表温と前記環境情報とを適用することで前記監視対象動物の直腸温を推定する直腸温推定部
を備える動物監視サーバ。 - 愛玩動物、飼育動物、又は家畜である監視対象動物の直腸温を推定可能な動物監視システムにおける動物監視方法であって、
監視対象動物の首回りにおける体表温、前記監視対象動物に装着され前記監視対象動物の体表温を検出する体表温検出部が装着される位置の前記監視対象動物の毛量に関する情報を含む特徴量、及び前記監視対象動物が位置する空間であって前記監視対象動物から離れた位置における前記監視対象動物の周囲の環境情報と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを直腸温教師データとして受け付け、前記直腸温教師データによる機械学習により、前記監視対象動物の特徴量と体表温と前記監視対象動物の周囲の環境情報とから前記監視対象動物の直腸温を出力する直腸温推定モデルに、前記特徴量と前記体表温検出部により予め定められた時間間隔で検出された前記体表温と前記環境情報とを適用することで前記監視対象動物の直腸温を推定する直腸温推定工程
を備える動物監視方法。 - 愛玩動物、飼育動物、又は家畜である監視対象動物の直腸温を推定可能な動物監視システム用の動物監視プログラムであって、
コンピュータに、
監視対象動物の首回りにおける体表温、前記監視対象動物に装着され前記監視対象動物の体表温を検出する体表温検出部が装着される位置の前記監視対象動物の毛量に関する情報を含む特徴量、及び前記監視対象動物が位置する空間であって前記監視対象動物から離れた位置における前記監視対象動物の周囲の環境情報と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを直腸温教師データとして受け付け、前記直腸温教師データによる機械学習により、前記監視対象動物の特徴量と体表温と前記監視対象動物の周囲の環境情報とから前記監視対象動物の直腸温を出力する直腸温推定モデルに、前記特徴量と前記体表温検出部により予め定められた時間間隔で検出された前記体表温と前記環境情報とを適用することで前記監視対象動物の直腸温を推定する直腸温推定機能
を実現させる動物監視プログラム。 - 愛玩動物、飼育動物、又は家畜である監視対象動物の体表温及び毛量に関する情報並びに前記監視対象動物の周囲の環境情報が入力されると、前記監視対象動物の直腸温を出力するようプロセッサを機能させる直腸温推定モデルであって、
前記直腸温推定モデルは、監視対象動物の首回りにおける体表温、前記監視対象動物に装着され前記監視対象動物の体表温を検出する体表温検出部が装着される位置の前記監視対象動物の毛量に関する情報を含む特徴量、及び前記監視対象動物が位置する空間であって前記監視対象動物から離れた位置における前記監視対象動物の周囲の環境情報と当該監視対象動物の直腸温との組み合わせを教師データとして学習され、
前記学習では、前記教師データを用いて、前記体表温、前記特徴量、及び前記環境情報と前記直腸温との関係を学習することで前記監視対象動物の前記直腸温を推定するための直腸温推定モデル。
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