JP7261931B1 - 曖気検出装置及び曖気監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】動物が出す曖気を検出する技術を提供する。【解決手段】本実施形態の曖気監視システム１００では、複数の牛１０の胃袋１０Ｓ内に胃袋内端末２０が留置されて、胃袋内端末２０が備える圧力センサ２１により胃袋内圧力Ｐ１が計測される。本実施形態では、牛１０が曖気を出したときに胃袋内圧力Ｐ１が変化することを利用し、胃袋内端末２０は、その胃袋内圧力Ｐ１の変化に基づいて、牛１０が曖気を出したことを検出することができる。具体的には、牛１０が曖気を出す前後で胃袋内圧力Ｐ１が急激に低下することを利用し、単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔが、予め定められた基準降圧量Ｖ１を超えて大きくなったときに牛１０が曖気を出したと特定する。【選択図】図３

Description

本開示は、動物の曖気を検出する曖気検出装置及び曖気監視システムに関する。

近年、牛のような動物が出す曖気（所謂、ゲップ）に含まれるメタンガスの発生が地球温暖化に影響を及ぼすことが問題となっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－０６７６８４号公報（段落［０００７］）

これに対して、動物が出す曖気を検出する技術の開発が求められている。

上記課題を解決するためになされた本開示の第１の態様は、動物の胃袋内で圧力センサが検出する胃袋内圧力の単位時間当りの降圧量が、予め定められた基準降圧量を超えたことを条件にして前記動物の曖気を検出する曖気検出装置において、曖気による排ガス量と前記胃袋内圧力の降圧量とを対応させた第１データテーブルと、前記曖気が検出された場合の前記降圧量と、前記第１データテーブルとに基づいて曖気による前記排ガス量を特定する排ガス量特定部と、を有する曖気検出装置である。
本開示の第２の態様は、動物の胃袋内で圧力センサが検出する胃袋内圧力の単位時間当りの降圧量が、予め定められた基準降圧量を超えたことを条件にして前記動物の曖気を検出する曖気検出装置において、曖気による排ガス量と前記胃袋内圧力の降圧量とを対応させた第１データテーブルと、予め定められた一定期間内における前記曖気が検出された場合の前記降圧量の累積値を演算する累積量演算部と、前記降圧量の累積値と、前記第１データテーブルとに基づいて曖気による前記排ガス量を特定する排ガス量特定部と、を有する曖気検出装置である。

本開示の曖気検出装置では、動物が曖気を出したときに胃袋内圧力が変化することを利用し、動物の胃袋内に配置された圧力センサから胃袋内圧力の情報を取得してその胃袋内圧力の変化に基づいて動物の曖気を検出することができる。

本発明の一実施形態に係る曖気監視システムの全体構成を示す概略図 胃袋内端末及び監視端末の電気的な構成を示すブロック図 胃袋内端末の制御的な構成を示すブロック図 送信制御プログラムのフローチャート 第１データテーブルの概念図 排ガス量特定プログラムのフローチャート 監視端末の制御的な構成を示すブロック図 第２データテーブルの概念図 排ガス量補正プログラムのフローチャート 第２実施形態の胃袋内端末の制御的な構成を示すブロック図

［第１実施形態］
本開示の曖気監視システム１００に係る第１実施形態について、図１～図９を参照して説明する。図１に示した本実施形態の曖気監視システム１００は、複数頭の牛１０の胃袋１０Ｓ（具体的には、第１胃又は第２胃）内に配置される複数の胃袋内端末２０と、胃袋内端末２０が取得した牛１０の情報を監視する監視端末５０と、監視端末５０を介して胃袋内端末２０が取得した情報の提供を受ける外部端末７０と、を備えている。これらは、無線基地局４００，４０１を含んだ通信ネットワーク１０１を介して接続されている。

胃袋内端末２０は、図２に示すように、圧力センサ２１、装置制御部２２及び無線回路２３等を備え、これらは、胃袋１０Ｓ内のルーメン液や食渣等から保護するための図示しないケースに収容されている。

圧力センサ２１は、牛１０の胃袋内圧力Ｐ１を計測し、その計測結果を装置制御部２２に送信する。装置制御部２２は、圧力センサ２１から取得した計測結果に基づく信号を無線回路２３に無線送信させる。なお、胃袋内端末２０に、圧力センサ２１の他に、例えば、温度センサや加速度センサ等を備えて、牛１０の情報として胃袋内圧力Ｐ１以外の情報も無線送信する構成であってもよい。

装置制御部２２は、ＣＰＵ２２Ａとメモリ２２Ｂとからなる。ＣＰＵ２２Ａは、圧力センサ２１及び無線回路２３等の機器に接続されて、それら機器を制御して後述する送信制御プログラムＰＧ１及び排ガス量特定プログラムＰＧ２等を実行する。メモリ２２Ｂは、胃袋内端末２０毎に設定された識別データ等を格納するデータ記憶部２９Ａと、送信制御プログラムＰＧ１及び排ガス量特定プログラムＰＧ２等を格納するプログラム記憶部２９Ｂを有する（図３参照）。

なお、胃袋内端末２０は、圧力センサ２１、装置制御部２２及び無線回路２３等に電源を供給する図示しない電池を備えている。また、ケース内には図示しない錘が収容されており、牛１０の口から投入された胃袋内端末２０が胃袋１０Ｓ内に安定して留置されるようになっている。

送信制御プログラムＰＧ１は、装置制御部２２に電池から電力が供給されている間実行される。そして、ＣＰＵ２２Ａが、送信制御プログラムＰＧ１を実行することで図３に示される第１トリガ生成部２４Ａ、第２トリガ生成部２４Ｂ、データ取得部２５、データ解析部２７及びデータ送信部２８等の制御ブロックとして機能する。

第１トリガ生成部２４Ａでは、所定の間隔（例えば、１０［秒］）で第１トリガＴＧ１を生成し、第１トリガＴＧ１が生成される度に、圧力センサ２１が胃袋内圧力Ｐ１の計測を行う。そして、圧力センサ２１の計測結果を、データ取得部２５が受け取って圧力データＤ１を生成する。圧力データＤ１には胃袋内圧力Ｐ１と計測時刻ｔの情報が含まれ、生成された圧力データＤ１は一時的にバッファ２６に蓄えられる。なお、所定の間隔が特許請求の範囲の「第１周期」に相当する。

第２トリガ生成部２４Ｂでは、一定期間Ｎ１（例えば、１０［分］）毎に第２トリガＴＧ２を生成し、第２トリガＴＧ２が生成される度に、データ解析部２７が、バッファ２６から読み出した複数の圧力データＤ１に基づいて排ガス量データＤ２を生成し、データ送信部２８に付与する。データ解析部２７は、前述の排ガス量特定プログラムＰＧ２を実行することにより排ガス量データＤ２を生成するが、詳細については後述する。

データ送信部２８は、予め定められたデータ長さのデータフレームに、胃袋内端末２０の識別データと排ガス量データＤ２とを格納して送信データＤ３を生成し、無線回路２３を使用して無線送信する。なお、一定期間Ｎ１が特許請求の範囲の「第２周期」に相当する。なお、胃袋内圧力Ｐ１以外の牛１０の情報も取得する場合には、送信データＤ３にそれらの情報も格納してもよい。

以下、図４を参照して、胃袋内端末２０のＣＰＵ２２Ａが実行する送信制御プログラムＰＧ１について説明する。ＣＰＵ２２Ａは、図示しない発振回路から出力される周期信号の１つとしての例えば０．１［秒］周期の割込信号を受ける度に、送信制御プログラムＰＧ１を実行する。送信制御プログラムＰＧ１の「Ｌ１」は、時間をカウントするためのカウンタであり、また、「Ｓ１」は、上記した一定期間Ｎ１の長さを決定するための設定値であり、本実施形態では、一定期間Ｎ１を１０分にするためにＳ１は６０００（＝１０分×６０秒／０．１秒）に設定されている。また、ＭＯＤ（Ｌ，Ｙ）は、ＬをＹで割った余りを出力する関数である。また、「ＦＬＧ１」はフラグであって、初期状態で「０」になっている。

ＣＰＵ２２Ａは、送信制御プログラムＰＧ１を実行すると、図４に示すように、カウンタＬ１を１つインクリメントし（Ｓ１１）、割込信号のカウント数が１００と一致したかを、ステップＳ１２の関数ＭＯＤ（Ｌ１，１００）で判定する。そして、関数ＭＯＤ（Ｌ１，１００）の判定によりカウント数が１００と一致しない場合は（Ｓ１２でＮＯ）、そのまま送信制御プログラムＰＧ１から抜け、カウント数が１００と一致すれば（Ｓ１２でＹＥＳ）、圧力計測処理が実行される（Ｓ１３）。このとき、ステップＳ１２を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが前述の第１トリガ生成部２４Ａをなし、ステップＳ１２でＹＥＳと判定することが、第１トリガＴＧ１の生成に相当する。そして、ＣＰＵ２２Ａは、圧力計測処理（Ｓ１３）を実行すると前述のデータ取得部２５になり、圧力センサ２１の計測結果を受け取って圧力データＤ１を生成する。

そして、ＣＰＵ２２Ａは、圧力計測処理（Ｓ１３）の実行後に、カウント数がＳ１と一致したかを判定し（Ｓ１４）、そこでＹＥＳであれば、ＦＬＧ１を「０」から「１」に切り替える（Ｓ１５）と共に、データ解析処理を実行する（Ｓ１６）。ここで、ステップＳ１４を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが、前述の第２トリガ生成部２４Ｂに相当し、ステップＳ１４でＹＥＳと判定することが、第２トリガＴＧ２の生成に相当する。また、データ解析処理（Ｓ１６）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが前述のデータ解析部２７に相当し、排ガス量データＤ２を生成する。

そして、ＣＰＵ２２Ａは、データ解析処理（Ｓ１６）の実行後に、送信処理を実行する（Ｓ１７）。送信処理（Ｓ１７）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａがデータ送信部２８に相当し、排ガス量データＤ２を格納した送信データＤ３を生成して無線送信する。そして、送信処理（Ｓ１７）を実行後、ＦＬＧ１を「１」から「０」に切り替える（Ｓ１８）と共に、カウンタＬ１を「０」にリセットして送信制御プログラムＰＧ１は終了する（Ｓ１９）。

さて、前述したように、第２トリガ生成部２４Ｂが第２トリガＴＧ２を生成する毎に、データ解析部２７が排ガス量特定プログラムＰＧ２を実行して排ガス量データＤ２を生成する。データ解析部２７は、圧力変化量演算部２７Ａと、曖気特定部２７Ｂと、累積量演算部２７Ｃと、排ガス量特定部２７Ｄとを有する。

圧力変化量演算部２７Ａは、バッファ２６に蓄積された複数の圧力データＤ１を読み出して、計測時刻ｔ毎の胃袋内圧力Ｐ１を取得し、単位時間Δｔ当り（本実施形態では１０［秒］）の胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔを演算する。具体的には、計測時刻ｔ（ｎ）における単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔは、胃袋内圧力Ｐ１（ｎ）を、その直前の計測時刻ｔ（ｎ－１）における胃袋内圧力Ｐ１（ｎ－１）から差し引いた差分で算出される。

曖気特定部２７Ｂは、圧力変化量演算部２７Ａが演算した単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔに基づいて牛１０の曖気を検出する。具体的には、牛１０が曖気を出す前後で胃袋内圧力Ｐ１が急激に低下することを利用し、単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔが、予め定められた基準降圧量Ｖ１を超えて大きくなったとき、つまり、胃袋内圧力Ｐ１が単位時間Δｔで基準降圧量Ｖ１を超えて降圧したときに、牛１０が曖気を出したと特定する。基準降圧量Ｖ１は、データ記憶部２９Ａに記憶されている。

累積量演算部２７Ｃは、曖気を出したと特定されたときの単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔを一定期間Ｎ１において積算し、累積値Ｐａとして算出する。

排ガス量特定部２７Ｄは、曖気に含まれるメタンガスの排出量Ｍ１（以下、「排ガス量」という）を特定する。本実施形態では、排ガス量特定部２７Ｄは、胃袋１０Ｓ内に発生する排ガス量Ｍ１を実測せずに、累積量演算部２７Ｃが演算した累積値Ｐａに基づいて排ガス量Ｍ１を推定する。

本実施形態では、排ガス量の特定を行うために、データ記憶部２９Ａに、図５に示された第１データテーブルＴ１が格納されている。第１データテーブルＴ１には、曖気を出したときに生じる胃袋内圧力Ｐ１の降圧量Ｉに対応する排ガス量Ｍ１が設定されている。そして、排ガス量特定部２７Ｄは、第１データテーブルＴ１から、一定期間Ｎ１の累積値Ｐａに対応する排ガス量Ｍ１を特定し、排ガス量データＤ２を生成する。

ここで、胃袋内圧力Ｐ１の降圧量Ｉと排ガス量Ｍ１との対応関係は、曖気を出したときのメタンガスの排出量を実際に計測することで実験的に求めることができる。また、曖気により生じた胃袋内圧力Ｐ１の降圧量Ｉとその曖気に含まれる排ガス量の理論式が組み込まれたシミュレータによっても求めることができるし、人工知能によって求めることもできる。本実施形態は、実験的に求めており、例えば、降圧量Ｉは、曖気を出したと特定されたときの単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔの一定期間Ｎ１の累積値Ｐａにより算出し、その間の排ガス量Ｍ１を、特開２００５－９８８１７号公報に記載される方法により計測することにより、第１データテーブルＴ１を設定している。

以下、図６を参照して、胃袋内端末２０のＣＰＵ２２Ａが実行する排ガス量特定プログラムＰＧ２について説明する。

図６に示すように、ＣＰＵ２２Ａは、排ガス量特定プログラムＰＧ２を実行すると、ＦＬＧ１が「１」であるか否かを判別し（Ｓ２１）、「１」でなければ直ちに排ガス量特定プログラムＰＧ２から抜ける（Ｓ２１でＮＯ）。つまり、ＣＰＵ２２Ａは、送信制御プログラムＰＧ１でＦＬＧ１が「１」にセットされたときにのみ（第２トリガ生成部２４Ｂが第２トリガＴＧ２を生成したときにのみ）、排ガス量特定プログラムＰＧ２を実行する。そして、ＦＬＧ１が「１」の場合には（Ｓ２１でＹＥＳ）、圧力変化量演算処理が実行される（Ｓ２２）。ここで、圧力変化量演算処理（Ｓ２２）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが前述の圧力変化量演算部２７Ａに相当する。

そして、ＣＰＵ２２Ａは、圧力変化量演算処理（Ｓ２２）を実行後、曖気特定処理（Ｓ２３）、累積量演算処理（Ｓ２４）、排ガス量特定処理（Ｓ２５）を順に実行して排ガス量特定プログラムＰＧ２は終了する。ここで、曖気特定処理（Ｓ２３）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが曖気特定部２７Ｂに相当し、累積量演算処理（Ｓ２４）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが累積量演算部２７Ｃに相当し、排ガス量特定処理（Ｓ２５）を実行しているときのＣＰＵ２２Ａが排ガス量特定部２７Ｄに相当する。

ところで、複数の胃袋内端末２０が無線送信した送信データＤ３は、監視端末５０で受信される。具体的には、図１に示すように、胃袋内端末２０からの送信データＤ３は、まず、複数の牛１０を飼育している牛舎や牧場に設置されたゲートウェイ５００で受信される。ゲートウェイ５００は、中継基地局としての機能と、プロトコル変換の機能を備えている。そして、ゲートウェイ５００は、胃袋内端末２０からの送信データＤ３を汎用通信回線３００を介して監視端末５０に送信する。本実施形態では、１つのゲートウェイ５００が１つの監視端末５０に接続されているが、例えば牛舎や牧場毎にゲートウェイ５００を設置し、複数のゲートウェイ５００が１つの監視端末５０に接続されていてもよい。

監視端末５０は、サーバコンピュータやパーソナルコンピュータ等のコンピュータによって構成されており、送信データＤ３に含まれる牛１０の情報に基づいて、識別データ毎に牛１０を監視し、外部端末７０にその情報を通知するようになっている（図１参照）。なお、監視端末５０は、複数のサーバーからなるクラウドサーバーでもよい。

監視端末５０は、図２に示すように、少なくとも、通信回路５１と、ＣＰＵ５２とメモリ５９を含む制御部５０Ａと、記憶媒体６０等を有してなる。

通信回路５１は、汎用通信回線３００を介して胃袋内端末２０からの送信データＤ３の受信を行うと共に、外部端末７０にデータの送信を行う。

記憶媒体６０は、ＲＡＭ、ハードディスク、フラッシュメモリ等で構成されており、データ記憶部６１及びプログラム記憶部６２を有する（図７参照）。データ記憶部６１には、各胃袋内端末２０の識別データが格納されて、識別データから各胃袋内端末２０を特定することが可能となっている。プログラム記憶部６２には、後述する排ガス量補正プログラムＰＧ３等が格納されており、ＣＰＵ５２に排ガス量補正プログラムＰＧ３を実行させることで、図７に示されるデータ取込部５３、データ補正部５４、異常判別部５５、情報送信部５６等の制御ブロックとして機能する。

なお、排ガス量補正プログラムＰＧ３は、上記構成に限られず、例えば、非一時的な記憶媒体であるＣＤ－ＲＯＭやＵＳＢメモリ等に記憶させておいてそれらから読み出して実行する構成でもよいし、汎用通信回線３００を通じてアプリケーション等のサービスを利用して実行する構成でもよい。

データ取込部５３は、各胃袋内端末２０から送信されてきた送信データＤ３を通信回路５１を通して受信し、各送信データＤ３に含まれる排ガス量Ｍ１の情報に受信時刻を付加して識別データ毎に分けてバッファ５３Ａに蓄える。

データ補正部５４は、胃袋内端末２０から送信された排ガス量Ｍ１を牛１０の個体差に基づいて補正する。具体的には、データ記憶部６１に、牛１０の体重に対応する補正値が設定された第２データテーブルＴ２（図８参照）が格納されている。また、データ記憶部６１には、各識別データに、その識別データの胃袋内端末２０が留置されている牛１０の家畜特定情報(例えば、雌雄の別や体重、年齢等）を紐づけて格納されている。そして、データ補正部５４は、各識別データに対して、その識別データの体重に対応する補正値を第２データテーブルＴ２から決定する。そして、決定した補正値をその識別データの排ガス量Ｍ１に乗算して補正排ガス量Ｍｃを算出する。

ここで、牛１０の体重と補正値との対応関係は、体重の異なる複数の牛１０に対して曖気を出したときの排ガス量Ｍ１を実際に計測することで実験的に求めることができる。また、牛１０の体重と排ガス量Ｍ１の理論式が組み込まれたシミュレータによっても求めることができるし、人工知能によって求めることもできる。本実施形態は、実験的に求めており、体重の異なる複数の牛１０に対して、例えば、所定期間の排ガス量Ｍ１を、特開２００５－９８８１７号公報に記載される方法により計測することにより、第２データテーブルＴ２を設定している。

異常判別部５５は、異常な排ガス量Ｍ１を送信した胃袋内端末２０を判別する。具体的には、データ記憶部６１には、牛１０の体重毎の平均排ガス量と基準差分値が格納されており、データ補正部５４により算出された補正排ガス量Ｍｃと平均排ガス量との差分が基準差分値より小さい場合には異常なしと判別する一方、基準差分値より大きい場合には異常ありと判別する。

情報送信部５６は、データ補正部５４により算出した補正排ガス量Ｍｃを外部端末７０に通知する。このとき、異常判別部５５により異常ありと判別された場合にはその旨も通知する。具体的には、識別データに対応する胃袋内端末２０を特定し、その胃袋内端末２０と、補正排ガス量Ｍｃと、異常判別部５５による異常が判別された旨の情報とを含んだ送信データＤ４を生成して、通信回路５１を介して外部端末７０に通知する。

なお、外部端末７０は、例えば、畜主等が所有し、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォンなどの携帯情報端末であり、監視端末５０と通信可能な一般的な通信手段であればよい。外部端末７０は、前述したように、監視端末５０から送信データＤ４の通知を受信する。また、外部端末７０から監視端末５０にアクセスして、各牛１０の情報について、自由に閲覧できるように構成されていてもよい。

なお、本実施形態では、特許請求の範囲の「曖気検出装置」のうち、各胃袋内端末２０に、曖気を検出して排ガス量Ｍ１を特定する部分まで備えられ、監視端末５０に、排ガス量Ｍ１を補正する部分が備えられたものとなっている。

以下、図９を参照して、監視端末５０のＣＰＵ５２が実行する排ガス量補正プログラムＰＧ３について説明する。

排ガス量補正プログラムＰＧ３は、胃袋内端末２０から送信データＤ３を受信する度に実行される（Ｓ３１）。そして、送信データＤ３を受信すると（Ｓ３１でＹＥＳ）、データ取込処理が実行される（Ｓ３２）。ここで、データ取込処理（Ｓ３２）を実行しているときのＣＰＵ５２が前述のデータ取込部５３に相当する。

そして、ＣＰＵ５２は、データ取込処理（Ｓ３２）を実行後、データ補正処理（Ｓ３３）、異常判別処理（Ｓ３４）、送信処理（Ｓ３５）を順に実行して排ガス量補正プログラムＰＧ３を終了する。ここで、データ補正処理（Ｓ３３）を実行しているときのＣＰＵ５２がデータ補正部５４に相当し、異常判別処理（Ｓ３４）を実行しているときのＣＰＵ５２が異常判別部５５に相当し、送信処理（Ｓ３５）を実行しているときのＣＰＵ５２が情報送信部５６に相当する。

本実施形態の曖気監視システム１００の構成に関する説明は以上である。本実施形態の曖気監視システム１００では、複数の牛１０の胃袋１０Ｓ内に胃袋内端末２０が留置されて、胃袋内端末２０が備える圧力センサ２１により胃袋内圧力Ｐ１が計測される。本実施形態では、牛１０が曖気を出したときに胃袋内圧力Ｐ１が変化することを利用し、胃袋内端末２０は、その胃袋内圧力Ｐ１の変化に基づいて、牛１０が曖気を出したことを検出することができる。具体的には、牛１０が曖気を出す前後で胃袋内圧力Ｐ１が急激に低下することを利用し、単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔが、予め定められた基準降圧量Ｖ１を超えて大きくなったときに牛１０が曖気を出したと特定する。これにより曖気の頻度や曖気の間隔を特定することもできる。

また、本実施形態では、牛１０の曖気に地球温暖化に影響を及ぼすメタンガスが含まれることに鑑み、曖気により生じた胃袋内圧力Ｐ１の降圧量Ｉに対応するメタンガスの排出量Ｍ１（排ガス量）が予め設定されている。これにより、本実施形態では、一定期間Ｎ１に排出される排ガス量Ｍ１を実測しなくとも、一定期間Ｎ１中に曖気と特定された胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔの累積値Ｐａにより降圧量Ｉを算出することで、排ガス量Ｍ１を特定することが可能になる。

また、本実施形態では、牛１０が出した曖気で生じる胃袋内圧力Ｐ１の降圧量Ｉに対応する排ガス量Ｍ１は牛１０の個体差の影響を受けることに鑑み、本実施形態では、牛１０の体重に対応する補正値が予め設定され、累積値Ｐａから特定された排ガス量Ｍ１を補正するようになっている。これにより、累積値Ｐａから特定された排ガス量Ｍ１の信頼性を向上させることができる。また、その補正は、胃袋内端末２０ではなく監視端末５０で実行されるので、胃袋内端末２０の電力消費を抑えることが可能になる。

さらに、本実施形態では、胃袋内端末２０は、圧力センサ２１から１０［秒］毎に胃袋内圧力Ｐ１を取得するが、胃袋内圧力Ｐ１を計測する度に、排ガス量Ｍ１を特定して監視端末５０に無線送信するのではなく、無線送信の間隔を１０［分］に１回とすることで胃袋内端末２０の電力消費を抑えることが可能になる。しかも、１０［分］間に計測される複数の胃袋内圧力Ｐ１に対して、計測の度に排ガス量Ｍ１を特定して、特定された複数の排ガス量Ｍ１のデータを送信するのではなく、１０［分］間に計測される複数の胃袋内圧力Ｐ１から、曖気と特定された胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔを積算した累積値Ｐａを算出し、その累積値Ｐａに対応する排ガス量Ｍ１を特定し、１つのデータを送信するのでデータ量も少なく、一層胃袋内端末２０の電力消費を抑えることが可能になる。さらに、無線送信の間隔は１０［分］間隔ではあるが、圧力センサ２１の計測間隔は、１０［秒］毎と短く設定されているので、曖気を見逃す虞も軽減することができる。

また、本実施形態では、監視端末５０に異常判別部５５を備えて、異常な排ガス量Ｍ１を送信した識別データを判定することができる。本実施形態において、排ガス量Ｍ１を補正した補正排ガス量Ｍｃが平均排ガス量との差分が大きい場合に異常と判別するので、メタンガスの発生が過剰である異常を判別することができ、例えば、飼料の与えすぎや、病気に罹っている等の異常を特定することができる。これにより、給餌の量や給餌環境の改善、又は治療等を行うことができる。

［第２実施形態］
図１０には、本開示の第２実施形態の胃袋内端末２０Ｕが示されている。以下、この胃袋内端末２０Ｕの構成について、第１実施形態と相違する点に関してのみ説明する。この胃袋内端末２０Ｕでは、データ解析部２７は、累積量演算部２７Ｃを備えない代わりに、カウンタ記憶部２７Ｅを備えた構成となっている。そして、本実施形態の曖気特定部２７Ｂは、曖気の発生回数を計数する曖気カウンタを有し、単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔが基準降圧量Ｖ１を超えたときに曖気カウンタの値を１つインクリメントしてカウンタ記憶部２７Ｅに記憶させる。

本実施形態では、１回当りの曖気に含まれる排ガス量Ｍ１が予めデータ記憶部２９Ａに記憶されており、排ガス量特定部２７Ｄは、カウンタ記憶部２７Ｅに記憶された曖気カウンタの計数結果に基づいて一定期間Ｎ１に排出された排ガス量Ｍ１を特定する。

なお、１回当りの曖気に含まれる排ガス量Ｍ１は、実験や、シミュレータ又は人工知能によって求めることができ、本実施形態では、前記第１実施形態と同様に実験的に求めている。

［他の実施形態］
（１）前記第１実施形態では、各胃袋内端末２０に、曖気を検出して排ガス量Ｍ１を特定する部分まで備えられ、監視端末５０に、排ガス量Ｍ１を補正する部分が備えられた構成であったが、監視端末５０に、排ガス量Ｍ１を特定して、補正する部分が備えられた構成であってもよい。例えば、胃袋内端末２０は、データ解析部２７に圧力変化量演算部２７Ａ、曖気特定部２７Ｂ、累積量演算部２７Ｃを備えて、曖気と特定された単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔの累積値Ｐａまでは算出して監視端末５０に送信する構成とすれば、排ガス量Ｍ１の特定を行わないので、胃袋内端末２０の電力消費を抑えることが可能になる。

また、胃袋内端末２０は、データ解析部２７に圧力変化量演算部２７Ａ、曖気特定部２７Ｂを備えて、曖気を特定してその単位時間Δｔ当りの胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔのデータを監視端末５０に送信する構成としてもよいし、胃袋内端末２０は、データ解析部２７に圧力変化量演算部２７Ａのみを備え、監視端末５０が曖気の特定から行う構成としてもよい。

また、胃袋内端末２０はデータ解析部２７を備えず、圧力センサ２１が一定期間Ｎ１に計測した胃袋内圧力Ｐ１のデータを監視端末５０に送信する構成としてもよい。この場合、胃袋内圧力Ｐ１を取得する度に監視端末５０に送信する構成であってもよい。なお、本構成では、監視端末５０が特許請求の範囲の「曖気検出装置」に相当する。

（２）前記第１実施形態では、胃袋内端末２０は、一定期間Ｎ１において曖気と特定された胃袋内圧力Ｐ１の圧力変化量ΔＰｔの累積値Ｐａを算出し、その累積値Ｐａから排ガス量Ｍ１を特定していたが、圧力センサ２１から胃袋内圧力Ｐ１を取得する度に排ガス量Ｍ１を特定して、一定期間Ｎ１毎に、複数の排ガス量Ｍ１のデータを送信する構成であってもよいし、その複数の排ガス量Ｍ１の積算値を送信する構成であってもよい。

（３）前記第２実施形態の胃袋内端末２０において、曖気カウンタの計数結果から排ガス量Ｍ１を特定して、それを監視端末５０に送信していたが、曖気カウンタの計数結果も送信してもよい。

（４）前記第２実施形態では、各胃袋内端末２０に、曖気を検出して排ガス量Ｍ１を特定する部分まで備えられ、監視端末５０に、排ガス量Ｍ１を補正する部分が備えられた構成であったが、監視端末５０に、排ガス量Ｍ１を特定して、補正する部分が備えられた構成であってもよい。例えば、胃袋内端末２０は、データ解析部２７に圧力変化量演算部２７Ａ、曖気特定部２７Ｂ、カウンタ記憶部２７Ｅを備えて、曖気カウンタの計数結果を監視端末５０に送信する構成とすれば、排ガス量Ｍ１の特定を行わないので、胃袋内端末２０の電力消費を抑えることが可能になる。

また、胃袋内端末２０は、データ解析部２７に圧力変化量演算部２７Ａのみを備えて、監視端末５０が曖気の特定から行う構成としてもよいし、胃袋内端末２０は、データ解析部２７を備えず、圧力センサ２１が一定期間Ｎ１に計測した胃袋内圧力Ｐ１のデータを監視端末５０に送信する構成としてもよい。この場合、胃袋内圧力Ｐ１を取得する度に監視端末５０に送信する構成であってもよい。この場合、監視端末５０が特許請求の範囲の「曖気検出装置」に相当する。

（５）前記実施形態において、監視端末５０のデータ補正部５４は、胃袋内端末２０により特定された排ガス量Ｍ１を牛１０の体重差に基づいて設定された補正値で補正していたが、雌雄の別、年齢差又はこれら以外の個体差に基づいて設定された補正値で補正してもよい。また、これらのうち２つ以上の個体差に基づいて設定された補正値で補正してもよい。

（６）前記実施形態において、特定された排ガス量Ｍ１に対する牛１０の個体差に基づく補正を監視端末５０で行っていたが、胃袋内端末２０で行ってもよい。この場合、識別データ毎にその識別データの特徴に合わせて補正値が設定されていてもよい。

（７）前記実施形態において、特定された排ガス量Ｍ１に対して牛１０の個体差に基づく補正を行っていたが、牛１０の個体差に基づく補正を行わなくてもよい。

（８）前記実施形態では、監視端末５０に異常判別部５５を備えていたが、備えていなくてもよい。

（９）前記実施形態では、胃袋内端末２０を牛１０の胃袋１０Ｓに留置する構成であったが、他の動物の胃袋１０Ｓ内に留置してもよい。

（１０）前記実施形態では、所定の間隔として１０［秒］毎に胃袋内圧力Ｐ１を取得し、一定期間Ｎ１として１０［分］毎に無線送信していたが、所定の間隔や一定期間Ｎ１の長さはこれらに限られない。

＜付記＞
以下、上記実施形態から抽出される特徴群について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお、以下では、理解の容易のため、上記実施形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、これら特徴群は、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

本願出願には、後述する複数の特徴が含まれている。なお、これら特徴の記載においてカッコ内の数字は、上記実施形態において対応する符号である。

［特徴１］
動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）内で圧力センサ（２１）が検出する胃袋内圧力（Ｐ１）の情報を取得し、前記胃袋内圧力（Ｐ１）の変化に基づいて動物（１０）の曖気を検出する曖気検出装置（２０，５０）。

［特徴２］
単位時間（Δｔ）当りの前記胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）が、予め定められた基準降圧量（Ｖ１）を超えたことを条件にして前記曖気を検出する特徴１に記載の曖気検出装置（２０，５０）。

［特徴３］
曖気による排ガス量（Ｍ１）と前記胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（Ｉ）とを対応させた第１データテーブル（Ｔ１）と、
前記曖気が検出された場合の前記降圧量（ΔＰｔ）と、前記第１データテーブル（Ｔ１）とに基づいて曖気による前記排ガス量（Ｍ１）を特定する排ガス量特定部（２７Ｄ）と、を有する特徴２に記載の曖気検出装置（２０，５０）。

［特徴４］
曖気による排ガス量（Ｍ１）と前記胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（Ｉ）とを対応させた第１データテーブル(Ｔ１）と、
予め定められた一定期間（Ｎ１）内における前記曖気が検出された場合の前記降圧量（ΔＰｔ）の累積値（Ｐａ）を演算する累積量演算部（２７Ｃ）と、
前記降圧量（ΔＰｔ）の累積値（Ｐａ）と、前記第１データテーブル（Ｔ１）とに基づいて曖気による前記排ガス量（Ｍ１）を特定する排ガス量特定部（２７Ｄ）と、を有する特徴２に記載の曖気検出装置（２０，５０）。

［特徴５］
予め定められた一定期間（Ｎ１）内の曖気の発生回数を計数する曖気カウンタを備える特徴１から４の何れか１の特徴に記載の曖気検出装置（２０，５０）。

［特徴６］
特徴３又は４に記載の曖気検出装置（２０，５０）と圧力センサ（２１）とを有し、動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）内に配置されて外部に前記排ガス量（Ｍ１）の情報を無線送信することが可能な胃袋内端末（２０）と、
前記動物（１０）から離れた場所に配置され、無線装置（５１）を介して前記胃袋内端末（２０）と通信を行うことが可能な監視端末（５０）と、
を含む曖気監視システムであって、
前記圧力センサ（２１）は、第１周期で前記動物（１０）の胃袋内圧力（Ｐ１）を検出し、
前記胃袋内端末（２０）は、前記第１周期の複数周期分より長い第２周期（Ｎ１）で、その第２周期（Ｎ１）の１周期分の前記排ガス量（Ｍ１）の情報を前記監視端末（５０）に送信する曖気監視システム。

［特徴７］
前記胃袋内端末（２０）は、複数備えられてそれぞれ識別データを有すると共に、前記識別データと共に前記排ガス量（Ｍ１）の情報を前記監視端末（５０）に送信し、
前記監視端末（５０）は、前記識別データと、前記動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）の大きさの個体差を補正するための補正値とを対応させた第２データテーブル（Ｔ２）と、
各前記胃袋内端末（２０）から受信する情報に含まれる前記識別データに基づいて前記第２データテーブル（Ｔ２）から前記補正値を決定し、前記情報に含まれる前記排ガス量（Ｍ１）を補正する特徴６に記載の曖気監視システム。

［特徴８］
特徴５に記載の曖気検出装置（２０，５０）と圧力センサ（２１）とを有し、動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）内に配置されて外部に前記曖気カウンタの計数結果の情報を無線送信することが可能な胃袋内端末（２０）と、
前記動物（１０）から離れた場所に配置され、無線装置（５１）を介して前記胃袋内端末（２０）と通信を行うことが可能な監視端末（５０）と、を含む曖気監視システムであって、
前記圧力センサ（２１）は、第１周期で前記動物の胃袋内圧力（Ｐ１）を検出し、
前記胃袋内端末（２０）は、前記第１周期の複数周期分より長い第２周期（Ｎ１）で、その第２周期（Ｎ１）の１周期分の前記曖気カウンタの計数結果を前記監視端末（５０）に送信する曖気監視システム。

［各特徴による効果］
特徴１の曖気検出装置（２０，５０）によれば、動物（１０）が曖気を出したときに胃袋内圧力（Ｐ１）が変化することを利用し、動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）内に配置される圧力センサ（２１）により胃袋内圧力（Ｐ１）を取得し、その胃袋内圧力（Ｐ１）の変化に基づいて、動物（１０）が曖気を出したことを検出することができる。胃袋内圧力（Ｐ１）の変化は、例えば、特徴２のように、動物（１０）が曖気を出す前後で胃袋内圧力（Ｐ１）が急激に低下することを利用し、単位時間（Δｔ）当りの胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）が、予め定められた基準降圧量（Ｖ１）を超えて大きくなったときに動物（１０）が曖気を出したと特定することができる。

また、動物（１０）の曖気に地球温暖化に影響を及ぼすメタンガスが含まれることに鑑み、特徴３のように、曖気により生じた胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（Ｉ）とメタンガスの排ガス量（Ｍ１）とを対応させた第１データテーブル（Ｔ１）を予め設定しておき、第１データテーブル（Ｔ１）に基づいて排ガス量（Ｍ１）を特定すれば、胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）を算出することで、排ガス量（Ｍ１）を実測しなくとも特定することが可能になる。このとき、特徴４のように、予め定められた一定期間（Ｎ１）の曖気で生じる胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）の累積値（Ｐａ）を演算し、累積値（Ｐａ）と第１データテーブル（Ｔ１）に基づいて一定期間（Ｎ１）の排ガス量（Ｍ１）を特定してもよい。

これら特徴３，４の曖気検出装置（２０，５０）は、動物（１０）の胃袋（１０Ｓ）内に配置されて胃袋内圧力（Ｐ１）を計測する圧力センサ（２１）を備えて無線送信することが可能な胃袋内端末（２０）と、無線装置（５１）を介して胃袋内端末（２０）と通信を行う監視端末（５０）と、を含む曖気監視システムに備えてもよい。この場合、監視端末（５０）が排ガス量（Ｍ１）を特定してもよいし、特徴６の曖気監視システムのように、胃袋内端末（２０）が排ガス量（Ｍ１）を特定してもよい。また、監視端末（５０）が排ガス量（Ｍ１）を特定する場合、胃袋内端末（２０）は胃袋内圧力（Ｐ１）の計測結果を監視端末（５０）に送信してもよいし、曖気を特定して、曖気により生じた胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）を監視端末（５０）に送信してもよい。

また、動物（１０）が出した曖気で生じる胃袋内圧力（Ｐ１）の降圧量（ΔＰｔ）に対応する排ガス量（Ｍ１）は動物（１０）の個体差の影響を受けることに鑑み、特徴７の曖気監視システムのように、監視端末（５０）は、動物（１０）の個体差に対応する補正値が予め設定された第２データテーブル（Ｔ２）を備えて排ガス量（Ｍ１）を補正してもよい。

また、曖気検出装置（２０，５０）のように、特徴５のように、予め定められた一定期間（Ｎ１）の曖気の発生回数を計数する曖気カウンタを備えてもよい。この場合、１回当りの曖気に含まれる排ガス量を予め設定しておけば、曖気カウンタの計数結果に基づいて一定期間（Ｎ１）の排ガス量（Ｍ１）を特定することができる。この場合、特徴８の曖気監視システムのように、曖気カウンタを胃袋内端末（２０）に備えて、曖気の発生回数を計数して監視端末（５０）に送信し、監視端末（５０）が排ガス量（Ｍ１）を特定してもよいし、胃袋内端末（２０）が曖気の発生回数を計数して排ガス量（Ｍ１）まで特定して監視端末（５０）に送信してもよい。また、曖気カウンタを監視端末（５０）に備えて、監視端末（５０）が、胃袋内端末（２０）から送信された胃袋内圧力（Ｐ１）の計測結果から曖気の発生回数を計数してもよい。

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

１０ 牛（動物）
１０Ｓ 胃袋
２０ 胃袋内端末（曖気検出装置）
２１ 圧力センサ
２７Ｃ 累積量演算部
２７Ｄ 排ガス量特定部
５０ 監視端末（曖気検出装置）
５１ 通信回路（無線装置）
Ｖ１ 基準降圧量
Ｍ１ 排ガス量
Ｎ１ 一定期間（第２周期）
Ｐ１ 胃袋内圧力
Ｐａ 累積値
Δｔ 単位時間
Ｔ１ 第１データテーブル
Ｔ２ 第２データテーブル

Claims (6)

1. 動物の胃袋内で圧力センサが検出する胃袋内圧力の単位時間当りの降圧量が、予め定められた基準降圧量を超えたことを条件にして前記動物の曖気を検出する曖気検出装置において、
   曖気による排ガス量と前記胃袋内圧力の降圧量とを対応させた第１データテーブルと、
   前記曖気が検出された場合の前記降圧量と、前記第１データテーブルとに基づいて曖気による前記排ガス量を特定する排ガス量特定部と、を有する曖気検出装置。
2. 動物の胃袋内で圧力センサが検出する胃袋内圧力の単位時間当りの降圧量が、予め定められた基準降圧量を超えたことを条件にして前記動物の曖気を検出する曖気検出装置において、
   曖気による排ガス量と前記胃袋内圧力の降圧量とを対応させた第１データテーブルと、
   予め定められた一定期間内における前記曖気が検出された場合の前記降圧量の累積値を演算する累積量演算部と、
   前記降圧量の累積値と、前記第１データテーブルとに基づいて曖気による前記排ガス量を特定する排ガス量特定部と、を有する曖気検出装置。
3. 予め定められた一定期間内の前記曖気の発生回数を計数する曖気カウンタを備える請求項１又は２に記載の曖気検出装置。
4. 請求項１又は２に記載の曖気検出装置と圧力センサとを有し、前記動物の胃袋内に配置されて外部に前記排ガス量の情報を無線送信することが可能な胃袋内端末と、
   前記動物から離れた場所に配置され、無線装置を介して前記胃袋内端末と通信を行うことが可能な監視端末と、
   を含む曖気監視システムであって、
   前記圧力センサは、第１周期で前記動物の胃袋内圧力を検出し、
   前記胃袋内端末は、前記第１周期の複数周期分より長い第２周期で、その第２周期の１周期分の前記排ガス量の情報を前記監視端末に送信する曖気監視システム。
5. 前記胃袋内端末は、複数備えられてそれぞれ識別データを有すると共に、前記識別データと共に前記排ガス量の情報を前記監視端末に送信し、
   前記監視端末は、前記識別データと、前記動物の胃袋の大きさの個体差を補正するための補正値とを対応させた第２データテーブルと、
   各前記胃袋内端末から受信する情報に含まれる前記識別データに基づいて前記第２データテーブルから前記補正値を決定し、前記情報に含まれる前記排ガス量を補正する請求項４に記載の曖気監視システム。
6. 請求項３に記載の曖気検出装置と圧力センサとを有し、前記動物の胃袋内に配置されて外部に前記曖気カウンタの計数結果の情報を無線送信することが可能な胃袋内端末と、
   前記動物から離れた場所に配置され、無線装置を介して前記胃袋内端末と通信を行うことが可能な監視端末と、を含む曖気監視システムであって、
   前記圧力センサは、第１周期で前記動物の胃袋内圧力を検出し、
   前記胃袋内端末は、前記第１周期の複数周期分より長い第２周期で、その第２周期の１周期分の前記曖気カウンタの計数結果を前記監視端末に送信する曖気監視システム。

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