JPH10313730A - 水棲生物用自動給餌装置 - Google Patents
水棲生物用自動給餌装置Info
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- JPH10313730A JPH10313730A JP9140902A JP14090297A JPH10313730A JP H10313730 A JPH10313730 A JP H10313730A JP 9140902 A JP9140902 A JP 9140902A JP 14090297 A JP14090297 A JP 14090297A JP H10313730 A JPH10313730 A JP H10313730A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
Landscapes
- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
- Feeding And Watering For Cattle Raising And Animal Husbandry (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 養殖水槽や海洋生け簀等の広い領域におい
て、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の強さを計測可能と
すると共に、水棲生物への給餌量および給餌時間をより
適切に制御することにある。 【解決手段】 飼育水槽または生け簀２０の水棲生物に
餌料１１を供給する水棲生物用自動給餌装置において、
水棲生物１０の活動状態を集音により計測する集音計測
手段４０と、前記計測値を周波数分析する周波数分析手
段５０と、前記周波数分析によって得た水棲生物の摂餌
行動に特徴的な周波数分布に基づいて摂餌行動の強さの
度合いを計算し、定量化する摂餌行動定量化手段６０
と、前記定量化した摂餌行動の強さの度合に応じて給餌
量および給餌時間を制御する給餌量制御手段７０を具備
し、水棲生物の摂餌行動の変化を周波数分析し、定量化
し、自動給餌する。
て、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の強さを計測可能と
すると共に、水棲生物への給餌量および給餌時間をより
適切に制御することにある。 【解決手段】 飼育水槽または生け簀２０の水棲生物に
餌料１１を供給する水棲生物用自動給餌装置において、
水棲生物１０の活動状態を集音により計測する集音計測
手段４０と、前記計測値を周波数分析する周波数分析手
段５０と、前記周波数分析によって得た水棲生物の摂餌
行動に特徴的な周波数分布に基づいて摂餌行動の強さの
度合いを計算し、定量化する摂餌行動定量化手段６０
と、前記定量化した摂餌行動の強さの度合に応じて給餌
量および給餌時間を制御する給餌量制御手段７０を具備
し、水棲生物の摂餌行動の変化を周波数分析し、定量化
し、自動給餌する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水産養殖で飼育さ
れる水棲生物の自動給餌装置に係り、特に、水棲生物の
摂餌量に応じて給餌量を制御する水棲生物用自動給餌装
置に関する。
れる水棲生物の自動給餌装置に係り、特に、水棲生物の
摂餌量に応じて給餌量を制御する水棲生物用自動給餌装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、水棲生物に対する適正給餌量
は、対象水棲生物の重量に対する割合で決定される。こ
の適正給餌量を単位時間に与えれば、対象水棲生物は順
調に生育する。ところで、水棲生物に対する給餌は、従
来、人が行っており、対象水棲生物の成長状況によっ
て、１日当りの適正給餌回数、１回当りの適正給餌量を
給餌者が判断している。この場合、給餌者が判断材料と
して用いる最大要因は、対象水棲生物の水中挙動、つま
り活動量である。例えば、主要養殖魚であるマダイなど
の場合、給餌初期の対象魚の餌料要求の度合が高い場
合、水面付近で非常に活発に活動し、激しい波が立つ。
摂餌中期から終期にかけては、餌料要求の度合が低下
し、養殖魚は水面下に移動し、給餌をしても、摂餌せ
ず、その活動量が低下する。給餌者は、対象魚群の成長
状況や摂餌行動を観察しながら、給餌を行う。給餌の基
本は、対象魚群中の個体に満遍なく給餌し、かつ、摂餌
率を限りなく１００パーセントに近づけることである。
しかし、現実には、魚群中の全ての個体に万遍なく給餌
し、しかも摂餌量を１００パーセントに近づけることは
非常に困難である。その原因として、給餌者の熟練度、
時間的拘束があげられる。給餌者は季節、気温、水温さ
らに天候も配慮して給餌する必要がある。また、近年、
養殖業の隆盛に伴い、その養殖規模が徐々に大きくなっ
ており、給餌者が対象水棲生物にかかわれる時間がかな
り制約され、また、摂餌中の水中の対象水棲生物の挙動
を充分に把握できないことにある。対象水棲生物の挙動
を正確に観察できるのは、水面付近だけであり、水深方
向の挙動は極めて観察しがたい。これらの問題を解決す
るために、水面付近の水棲生物行動を撮像した上で画像
処理し、水棲生物の活動量を数値化し、給餌量および給
餌時間を制御する方法が検討されている。この方法は、
屋内飼育水槽など限られた飼育水槽において、対象水棲
生物の活動量を飼育水槽の上面および側面から撮像でき
る。また、特開昭５９−４８０３１号公報には、陸上の
制御盤内のタイマーがセット時間になると、給餌機が自
動運転を開始し、魚の捕食音を制御盤に帰還させ、再給
餌条件を設定後、給餌する自動給餌方式が開示されてい
る。この場合、集音計測を用いて捕食音を計測して、そ
の捕食音が基準値より大か小かを判別し、小であれば水
中スピーカーで捕食音を流し、給餌を続ける。これを３
回繰り返しても捕食音が小であれば、給餌を停止する。
一方、大であれば、１０分間投餌を続ける。数分後、ま
た捕食音を計測し、これらを繰り返す。
は、対象水棲生物の重量に対する割合で決定される。こ
の適正給餌量を単位時間に与えれば、対象水棲生物は順
調に生育する。ところで、水棲生物に対する給餌は、従
来、人が行っており、対象水棲生物の成長状況によっ
て、１日当りの適正給餌回数、１回当りの適正給餌量を
給餌者が判断している。この場合、給餌者が判断材料と
して用いる最大要因は、対象水棲生物の水中挙動、つま
り活動量である。例えば、主要養殖魚であるマダイなど
の場合、給餌初期の対象魚の餌料要求の度合が高い場
合、水面付近で非常に活発に活動し、激しい波が立つ。
摂餌中期から終期にかけては、餌料要求の度合が低下
し、養殖魚は水面下に移動し、給餌をしても、摂餌せ
ず、その活動量が低下する。給餌者は、対象魚群の成長
状況や摂餌行動を観察しながら、給餌を行う。給餌の基
本は、対象魚群中の個体に満遍なく給餌し、かつ、摂餌
率を限りなく１００パーセントに近づけることである。
しかし、現実には、魚群中の全ての個体に万遍なく給餌
し、しかも摂餌量を１００パーセントに近づけることは
非常に困難である。その原因として、給餌者の熟練度、
時間的拘束があげられる。給餌者は季節、気温、水温さ
らに天候も配慮して給餌する必要がある。また、近年、
養殖業の隆盛に伴い、その養殖規模が徐々に大きくなっ
ており、給餌者が対象水棲生物にかかわれる時間がかな
り制約され、また、摂餌中の水中の対象水棲生物の挙動
を充分に把握できないことにある。対象水棲生物の挙動
を正確に観察できるのは、水面付近だけであり、水深方
向の挙動は極めて観察しがたい。これらの問題を解決す
るために、水面付近の水棲生物行動を撮像した上で画像
処理し、水棲生物の活動量を数値化し、給餌量および給
餌時間を制御する方法が検討されている。この方法は、
屋内飼育水槽など限られた飼育水槽において、対象水棲
生物の活動量を飼育水槽の上面および側面から撮像でき
る。また、特開昭５９−４８０３１号公報には、陸上の
制御盤内のタイマーがセット時間になると、給餌機が自
動運転を開始し、魚の捕食音を制御盤に帰還させ、再給
餌条件を設定後、給餌する自動給餌方式が開示されてい
る。この場合、集音計測を用いて捕食音を計測して、そ
の捕食音が基準値より大か小かを判別し、小であれば水
中スピーカーで捕食音を流し、給餌を続ける。これを３
回繰り返しても捕食音が小であれば、給餌を停止する。
一方、大であれば、１０分間投餌を続ける。数分後、ま
た捕食音を計測し、これらを繰り返す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した前者
の魚群の行動を画像処理する方法では、海洋生け簀等の
広い領域を撮像する場合、水質汚濁により魚と海水の識
別が困難であり、画像処理しにくいという問題、また、
撮像場所が海上や海中である場合、波や風など自然現象
の影響により、必要な映像が安定して得られないという
問題、さらに、運用上において、撮像手段の保守点検に
多大な労力を要するという問題がある。後者の捕食音に
よって再給餌条件を設定し、判定後に給餌する方法で
は、捕食音がある基準値より大であるか小であるかを判
断し、設定時間投餌したり、投餌を停止したりする。こ
の場合、バックグラウンドの雑音等により、捕食音の判
定が正確でなくなる可能性があり、また、対象魚の餌料
要求の度合に拘りなく、投餌を設定時間継続するため、
摂餌率を限りなく１００パーセントに近づけることが困
難であり、必ずしも給餌量が最適化されるとは限らな
い。
の魚群の行動を画像処理する方法では、海洋生け簀等の
広い領域を撮像する場合、水質汚濁により魚と海水の識
別が困難であり、画像処理しにくいという問題、また、
撮像場所が海上や海中である場合、波や風など自然現象
の影響により、必要な映像が安定して得られないという
問題、さらに、運用上において、撮像手段の保守点検に
多大な労力を要するという問題がある。後者の捕食音に
よって再給餌条件を設定し、判定後に給餌する方法で
は、捕食音がある基準値より大であるか小であるかを判
断し、設定時間投餌したり、投餌を停止したりする。こ
の場合、バックグラウンドの雑音等により、捕食音の判
定が正確でなくなる可能性があり、また、対象魚の餌料
要求の度合に拘りなく、投餌を設定時間継続するため、
摂餌率を限りなく１００パーセントに近づけることが困
難であり、必ずしも給餌量が最適化されるとは限らな
い。
【０００４】本発明の課題は、養殖水槽や海洋生け簀等
の広い領域において、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の
強さを計測可能とすると共に、水棲生物への給餌量およ
び給餌時間をより適切に制御することにある。
の広い領域において、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の
強さを計測可能とすると共に、水棲生物への給餌量およ
び給餌時間をより適切に制御することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、水棲生物の
活動状態を集音により計測する集音計測手段と、前記計
測値を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分
析によって得た水棲生物の摂餌行動に特徴的な周波数分
布に基づいて摂餌行動の強さの度合いを計算し、定量化
する摂餌行動定量化手段と、前記定量化した摂餌行動の
強さの度合に応じて給餌量および給餌時間を制御する給
餌量制御手段を具備することによって、解決される。こ
こで、周波数分析手段は、集音した計測データをフーリ
エ変換し、周波数特性を求め、各周波数分布毎の音の強
さに分解するとともに、水中音および摂餌音以外の雑音
を除去する。また、摂餌行動定量化手段は、水棲生物に
給餌しない時の周波数分布と水棲生物の摂餌時の周波数
分布を比較し、その差から捕食音の周波数分布差を求
め、水棲生物の摂餌行動の強さの度合を定量化する。ま
た、給餌量制御手段は、定量化した摂餌行動の強さの度
合に応じて求めた少なくとも給餌量判別信号係数および
摂餌行動係数に基づいて投餌する最適な給餌量を決定す
るとともに、定量化した摂餌行動の強さの度合に応じて
給餌の継続時間を決定する。また、季節、気圧、水温、
溶剤酸素濃度を計測する飼育環境計測手段を設け、前記
計測した飼育環境に基づいて給餌量を補正する。また、
装置駆動用の主電源または補助電源として充電再生可能
な二次電池を用いる。
活動状態を集音により計測する集音計測手段と、前記計
測値を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数分
析によって得た水棲生物の摂餌行動に特徴的な周波数分
布に基づいて摂餌行動の強さの度合いを計算し、定量化
する摂餌行動定量化手段と、前記定量化した摂餌行動の
強さの度合に応じて給餌量および給餌時間を制御する給
餌量制御手段を具備することによって、解決される。こ
こで、周波数分析手段は、集音した計測データをフーリ
エ変換し、周波数特性を求め、各周波数分布毎の音の強
さに分解するとともに、水中音および摂餌音以外の雑音
を除去する。また、摂餌行動定量化手段は、水棲生物に
給餌しない時の周波数分布と水棲生物の摂餌時の周波数
分布を比較し、その差から捕食音の周波数分布差を求
め、水棲生物の摂餌行動の強さの度合を定量化する。ま
た、給餌量制御手段は、定量化した摂餌行動の強さの度
合に応じて求めた少なくとも給餌量判別信号係数および
摂餌行動係数に基づいて投餌する最適な給餌量を決定す
るとともに、定量化した摂餌行動の強さの度合に応じて
給餌の継続時間を決定する。また、季節、気圧、水温、
溶剤酸素濃度を計測する飼育環境計測手段を設け、前記
計測した飼育環境に基づいて給餌量を補正する。また、
装置駆動用の主電源または補助電源として充電再生可能
な二次電池を用いる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す
水棲生物用自動給餌装置である。ここでは、水棲生物が
マダイやハマチなどの養殖魚の場合を示す。水棲生物用
自動給餌装置は、魚１０を飼育する飼育手段２０、集音
計測手段４０、周波数分析手段５０、データベース５
５、摂餌行動定量化手段６０、給餌量制御手段７０、給
餌手段８０、給餌タンク９０、飼育環境計測手段１１０
からなる。魚１０は、飼育手段２０で飼育されている。
飼育手段２０内の水中３０において、水中の音を集音計
測手段４０によって集音し、集音した音を周波数分析手
段５０により周波数分析し、周波数分析信号５０Ｓを出
力する。摂餌行動定量化手段６０では周波数分析信号５
０Ｓに基づいて特徴的な周波数における音の強度を分析
し、魚群の平常時と摂餌時を識別し、魚１０の摂餌行動
の度合を定量化し、定量化信号６０Ｓを出力する。一
方、飼育環境計測手段１１０は、季節、気圧、水温、溶
剤酸素濃度などを計測し飼育環境計測信号１１０Ｓを出
力する。定量化信号６０Ｓと飼育環境計測信号１１０Ｓ
とに基づいて給餌量を給餌量制御手段７０において設定
し、給餌量信号７０Ｓを出力する。給餌手段８０は、給
餌信号７０Ｓを入力し、給餌タンク９０より給餌管１０
０を通して餌１１を飼育手段２０に投餌する。
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示す
水棲生物用自動給餌装置である。ここでは、水棲生物が
マダイやハマチなどの養殖魚の場合を示す。水棲生物用
自動給餌装置は、魚１０を飼育する飼育手段２０、集音
計測手段４０、周波数分析手段５０、データベース５
５、摂餌行動定量化手段６０、給餌量制御手段７０、給
餌手段８０、給餌タンク９０、飼育環境計測手段１１０
からなる。魚１０は、飼育手段２０で飼育されている。
飼育手段２０内の水中３０において、水中の音を集音計
測手段４０によって集音し、集音した音を周波数分析手
段５０により周波数分析し、周波数分析信号５０Ｓを出
力する。摂餌行動定量化手段６０では周波数分析信号５
０Ｓに基づいて特徴的な周波数における音の強度を分析
し、魚群の平常時と摂餌時を識別し、魚１０の摂餌行動
の度合を定量化し、定量化信号６０Ｓを出力する。一
方、飼育環境計測手段１１０は、季節、気圧、水温、溶
剤酸素濃度などを計測し飼育環境計測信号１１０Ｓを出
力する。定量化信号６０Ｓと飼育環境計測信号１１０Ｓ
とに基づいて給餌量を給餌量制御手段７０において設定
し、給餌量信号７０Ｓを出力する。給餌手段８０は、給
餌信号７０Ｓを入力し、給餌タンク９０より給餌管１０
０を通して餌１１を飼育手段２０に投餌する。
【０００７】次に、本実施形態の各手段の構成について
詳細を説明する。飼育手段２０は、屋内外を問わない養
殖水槽または生け簀（海洋生け簀を含む。）である。養
殖水槽の形状は、直方形あるいは円柱形をなし、アクリ
ル製やコンクリート製があり、大小様々である。生け簀
の形状は、直方形をなし、魚１０より小さなメッシュの
網製や鋼銅製で、容積は４００ｍ3などがある。集音計
測手段４０は、飼育手段２０内の水中３０の音を集音し
て水中音を計測する。計測装置として水中マイクや水中
音圧計を用いる。これらのマイクや音圧計は計測周波数
範囲が１０Ｈｚから１００ｋＨｚの広帯域であり、耐候
性、耐海水性に優れたものを用いる。
詳細を説明する。飼育手段２０は、屋内外を問わない養
殖水槽または生け簀（海洋生け簀を含む。）である。養
殖水槽の形状は、直方形あるいは円柱形をなし、アクリ
ル製やコンクリート製があり、大小様々である。生け簀
の形状は、直方形をなし、魚１０より小さなメッシュの
網製や鋼銅製で、容積は４００ｍ3などがある。集音計
測手段４０は、飼育手段２０内の水中３０の音を集音し
て水中音を計測する。計測装置として水中マイクや水中
音圧計を用いる。これらのマイクや音圧計は計測周波数
範囲が１０Ｈｚから１００ｋＨｚの広帯域であり、耐候
性、耐海水性に優れたものを用いる。
【０００８】周波数分析手段５０は、水中音の様々な周
波数分布が混ざった計測データを周波数毎の音の強さに
分解する。この分解した周波数分布を図２および図３に
示す。図２に示す周波数分布３０Ａは、魚に給餌しない
時、つまり平常時の周波数分布を示す。この時の周波数
分布３０Ａの特徴は、１００Ｈｚから５ｋＨｚの周波数
帯域でバンドレベル（強度（ｄＢ））が小さくなる凹状
分布パターンを示す。図３に示す周波数分布３０Ｂは、
魚に給餌する場合の周波数分布を示す。魚が餌を食べる
時には、魚が水面に群れたり、摂餌しようとして水面上
に出たり、水面に落下し、水中を下降する餌を食べるた
め、大小の波立ち音とともに餌の捕食音（口蓋活動音）
が観測され、図３のような周波数分布となる。図３の周
波数分布３０Ｂの特徴は、図２の周波数分布３０Ａと比
較して、全周波数域において数〜数ｄＢバンドレベルが
高く、特に１００Ｈｚから５ｋＨｚの周波数帯域でバン
ドレベルが高くなり、フラット状分布パターンを示す。
周波数分析手段５０の動作を図４に示すフローチャート
を用いて説明する。まず、集音計測手段４０から集音信
号４０Ｓを読み込む。ここでの集音信号４０Ｓは、魚群
行動が平常時または摂餌時の音をリアルタイムで取り込
む（工程５１）。つぎに、読み取った集音信号４０Ｓは
水中音の様々な周波数分布が混在した計測データであ
り、この計測データを分析器（図示せず）を用いてフー
リエ変換し、周波数特性を求め、各周波数分布毎の音の
強さに分解する（工程５２）。続いて、水中音や摂餌音
以外の雑音を除去する処理を行い、雑音を除いた信号を
周波数分析信号５０Ｓとして出力するとともに、データ
ベース５５に保存、管理する（工程５２）。
波数分布が混ざった計測データを周波数毎の音の強さに
分解する。この分解した周波数分布を図２および図３に
示す。図２に示す周波数分布３０Ａは、魚に給餌しない
時、つまり平常時の周波数分布を示す。この時の周波数
分布３０Ａの特徴は、１００Ｈｚから５ｋＨｚの周波数
帯域でバンドレベル（強度（ｄＢ））が小さくなる凹状
分布パターンを示す。図３に示す周波数分布３０Ｂは、
魚に給餌する場合の周波数分布を示す。魚が餌を食べる
時には、魚が水面に群れたり、摂餌しようとして水面上
に出たり、水面に落下し、水中を下降する餌を食べるた
め、大小の波立ち音とともに餌の捕食音（口蓋活動音）
が観測され、図３のような周波数分布となる。図３の周
波数分布３０Ｂの特徴は、図２の周波数分布３０Ａと比
較して、全周波数域において数〜数ｄＢバンドレベルが
高く、特に１００Ｈｚから５ｋＨｚの周波数帯域でバン
ドレベルが高くなり、フラット状分布パターンを示す。
周波数分析手段５０の動作を図４に示すフローチャート
を用いて説明する。まず、集音計測手段４０から集音信
号４０Ｓを読み込む。ここでの集音信号４０Ｓは、魚群
行動が平常時または摂餌時の音をリアルタイムで取り込
む（工程５１）。つぎに、読み取った集音信号４０Ｓは
水中音の様々な周波数分布が混在した計測データであ
り、この計測データを分析器（図示せず）を用いてフー
リエ変換し、周波数特性を求め、各周波数分布毎の音の
強さに分解する（工程５２）。続いて、水中音や摂餌音
以外の雑音を除去する処理を行い、雑音を除いた信号を
周波数分析信号５０Ｓとして出力するとともに、データ
ベース５５に保存、管理する（工程５２）。
【０００９】摂餌行動定量化手段６０は、周波数分析手
段５０において求めた周波数分布の音の強さつまり特徴
的な周波数分布に基づいて、摂餌時の周波数分布と平常
時の周波数分布とを識別し、平常時の周波数分布をデー
タベースに保存する。ここで、平常時周波数分布３０Ａ
と摂餌時周波数分布３０Ｂを魚群および群中の各魚が餌
量を要求する度合（餌料要求量）、摂餌行動（摂餌行動
量）、餌料要求性の低下による摂餌行動の変化（餌料要
求量の低下）を表す指標とする。摂餌行動定量化手段６
０の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、周波数分析手段５０から周波数分析信号５０Ｓを取
り込む（工程６１）。つぎに、周波数分析信号５０Ｓと
データベース５５に保存してある平常時の周波数分析信
号５０Ｓを用いて、平常時と摂餌時の周波数分布を比較
し、その差を求め、捕食音の周波数分布差６０ＳＡを得
る（工程６２）。図６に、各周波数域における捕食音の
周波数分布差６０ＳＡを示す。ここで、ある周波数ｘ
（Ｈｚ）における摂餌時の分布をｙ１（ｄＢ）、摂平常
時の分布をｙ２（ｄＢ）とすると、周波数分布差６０Ｓ
Ａは（数１）のようになる。
段５０において求めた周波数分布の音の強さつまり特徴
的な周波数分布に基づいて、摂餌時の周波数分布と平常
時の周波数分布とを識別し、平常時の周波数分布をデー
タベースに保存する。ここで、平常時周波数分布３０Ａ
と摂餌時周波数分布３０Ｂを魚群および群中の各魚が餌
量を要求する度合（餌料要求量）、摂餌行動（摂餌行動
量）、餌料要求性の低下による摂餌行動の変化（餌料要
求量の低下）を表す指標とする。摂餌行動定量化手段６
０の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。ま
ず、周波数分析手段５０から周波数分析信号５０Ｓを取
り込む（工程６１）。つぎに、周波数分析信号５０Ｓと
データベース５５に保存してある平常時の周波数分析信
号５０Ｓを用いて、平常時と摂餌時の周波数分布を比較
し、その差を求め、捕食音の周波数分布差６０ＳＡを得
る（工程６２）。図６に、各周波数域における捕食音の
周波数分布差６０ＳＡを示す。ここで、ある周波数ｘ
（Ｈｚ）における摂餌時の分布をｙ１（ｄＢ）、摂平常
時の分布をｙ２（ｄＢ）とすると、周波数分布差６０Ｓ
Ａは（数１）のようになる。
【数１】周波数分布差６０ＳＡ（ｘ）＝摂餌の周波数分
布ｙ２（ｘ）−平常時の周波数分布ｙ１（ｘ） 周波数分布差６０ＳＡの特徴として、１６〜１００Ｈｚ
および１〜８ｋＨｚの周波数域においては、摂餌時と平
常時のどちらにおいても周波数分布差６０ＳＡは殆ど変
わらない。しかし、１６０〜１ｋＨｚの周波数域におい
ては、周波数分布差６０ＳＡは卓越している。続いて、
周波数分布差６０ＳＡの大きさに基づいて魚の摂餌行動
の強さの度合を定量化する（工程６３）。いま、給餌時
期をＴｉ、周波数分布差６０ＳＡをＳｉとすると、摂餌
行動係数Ａｉは（数２）のようになる。
布ｙ２（ｘ）−平常時の周波数分布ｙ１（ｘ） 周波数分布差６０ＳＡの特徴として、１６〜１００Ｈｚ
および１〜８ｋＨｚの周波数域においては、摂餌時と平
常時のどちらにおいても周波数分布差６０ＳＡは殆ど変
わらない。しかし、１６０〜１ｋＨｚの周波数域におい
ては、周波数分布差６０ＳＡは卓越している。続いて、
周波数分布差６０ＳＡの大きさに基づいて魚の摂餌行動
の強さの度合を定量化する（工程６３）。いま、給餌時
期をＴｉ、周波数分布差６０ＳＡをＳｉとすると、摂餌
行動係数Ａｉは（数２）のようになる。
【数２】Ａｉ＝Ｔｉ・Ｓｉ Ａ１：活発、Ａ２：やや安定、Ａ３：安定 Ｔ１：給餌初期、Ｔ２：給餌中期、Ｔ３：給餌後期、Ｔ
４：給餌なし Ｓ１：分布差大、Ｓ２：分布差中、Ｓ３：分布差小 つまり、給餌初期において、周波数分布差が大であれ
ば、摂餌行動は活発であり、逆に給餌なしにおいて、周
波数分布差が小であれば、摂餌行動が安定つまり給餌し
ていないことを示す。
４：給餌なし Ｓ１：分布差大、Ｓ２：分布差中、Ｓ３：分布差小 つまり、給餌初期において、周波数分布差が大であれ
ば、摂餌行動は活発であり、逆に給餌なしにおいて、周
波数分布差が小であれば、摂餌行動が安定つまり給餌し
ていないことを示す。
【００１０】給餌量制御手段７０の動作を図７のフロー
チャートを用いて説明する。まず、摂餌行動定量化手段
６０から摂餌行動定量化信号６０Ｓを取り込む（工程７
１）。読み込んだ信号はデータベース７５に保存、管理
する。また、季節、水温、溶在酸素濃度等の飼育環境計
測信号１１０Ｓもデータベース７５に保存、管理する。
つぎに、給餌量を決定するための給餌量判別信号係数Ｘ
ｉを決定する（工程７２）。この係数は、給餌量の目安
となる係数である。先の工程で読み込んだ周波数分布差
６０ＳＡを（数３）のように５段階に分割し、給餌量判
別信号係数Ｘｉを決定する。
チャートを用いて説明する。まず、摂餌行動定量化手段
６０から摂餌行動定量化信号６０Ｓを取り込む（工程７
１）。読み込んだ信号はデータベース７５に保存、管理
する。また、季節、水温、溶在酸素濃度等の飼育環境計
測信号１１０Ｓもデータベース７５に保存、管理する。
つぎに、給餌量を決定するための給餌量判別信号係数Ｘ
ｉを決定する（工程７２）。この係数は、給餌量の目安
となる係数である。先の工程で読み込んだ周波数分布差
６０ＳＡを（数３）のように５段階に分割し、給餌量判
別信号係数Ｘｉを決定する。
【数３】１００Ｈｚからに１ｋＨｚおける周波数分布差
の総和が １９．８０ｋｄＢ以上ならば Ｘ１ １６．８ｋｄＢ以上１９．８ｋｄＢ未満ならば Ｘ２ １５．９ｋｄＢ以上１６．８ｋｄＢ未満ならば Ｘ３ ９．９ｋｄＢ以上１５．９ｋｄＢ未満ならば Ｘ４ ９．９ｋｄＢ未満ならば Ｘ５ 続いて、投餌するのに最適な給餌量Ｆを決定する（工程
７３）。給餌（摂餌）初期の予め決められた所定給餌量
ＦＦとし、以後は（数４）に基づいて給餌量を決定し、
給餌量信号７０Ｓを出力するとともに、データベース５
５に保存、管理する。なお、（数３）では、給餌量判別
信号係数Ｘｉを５段階に分割したが、さらに多分割する
ことにより、より細かい給餌が実現できる。
の総和が １９．８０ｋｄＢ以上ならば Ｘ１ １６．８ｋｄＢ以上１９．８ｋｄＢ未満ならば Ｘ２ １５．９ｋｄＢ以上１６．８ｋｄＢ未満ならば Ｘ３ ９．９ｋｄＢ以上１５．９ｋｄＢ未満ならば Ｘ４ ９．９ｋｄＢ未満ならば Ｘ５ 続いて、投餌するのに最適な給餌量Ｆを決定する（工程
７３）。給餌（摂餌）初期の予め決められた所定給餌量
ＦＦとし、以後は（数４）に基づいて給餌量を決定し、
給餌量信号７０Ｓを出力するとともに、データベース５
５に保存、管理する。なお、（数３）では、給餌量判別
信号係数Ｘｉを５段階に分割したが、さらに多分割する
ことにより、より細かい給餌が実現できる。
【数４】給餌量Ｆ＝ｋ・Ｘｉ・ＦＦ・Ａｉ ｋ ：飼育環境信号１１０Ｓからの補正量 Ｘｉ：給餌量判別信号係数 ＦＦ：所定給餌量 Ａｉ：摂餌行動係数
【００１１】給餌手段８０は、給餌量信号７０Ｓを受け
て、給餌タンク９０から餌１１を給餌管１００を通して
飼育手段２０中の魚１０に供給する。飼育環境計測手段
１１０は、給餌量を季節、気圧、水温や溶存酸素濃度に
よって変える必要があるため、水温計測、溶存酸素濃度
計測など計測情報を基に飼育環境計測信号１１０Ｓを作
成し、給餌量制御手段７０から出力する給餌量信号７０
Ｓを補正する。魚の成育に適した水温と溶存酸素濃度あ
るいは魚１０の成長過程を考慮して季節的に給餌量を調
整する。補正量ｋを（数５）に示す。
て、給餌タンク９０から餌１１を給餌管１００を通して
飼育手段２０中の魚１０に供給する。飼育環境計測手段
１１０は、給餌量を季節、気圧、水温や溶存酸素濃度に
よって変える必要があるため、水温計測、溶存酸素濃度
計測など計測情報を基に飼育環境計測信号１１０Ｓを作
成し、給餌量制御手段７０から出力する給餌量信号７０
Ｓを補正する。魚の成育に適した水温と溶存酸素濃度あ
るいは魚１０の成長過程を考慮して季節的に給餌量を調
整する。補正量ｋを（数５）に示す。
【数５】補正量ｋ＝ａＴｗ＋ｂＰ＋ｃＳ＋ｄＯ Ｔｗ：水温計測係数 Ｐ ：気圧計測係数 Ｓ ：季節計測係数 Ｏ ：溶存酸素濃度計測係数 ａ，ｂ，ｃ，ｄ：定数
【００１２】次に、図８を用いて、本実施形態の動作の
具体例を説明する。図８において、横軸に時間、縦軸に
周波数分布差６０ＳＡの強度、給餌量を表す。給餌開始
時（時間ｔ０）に、まず、特定の音や光を発し、少量の
飼料を給餌し、魚群の摂餌行動を誘発する。この時点で
は、魚１０の餌料要求性が高いため、魚１０の活動量は
大きく、水面３０に多数の細かなしぶきが発生し、餌の
補食音、給餌周波数３０Ｂが観測される。集音計測手段
４０は、集音信号４０Ｓをリアルタイムに周波数分析手
段５０に出力する。周波数分析手段５０において集音信
号４０Ｓから各周波数分布の音の強さを分解し、周波数
分析信号５０Ｓとして、摂餌行動定量化手段６０に送る
と共に、データーベース５５に保存する。摂餌行動定量
化手段６０においては、予めデーターベース５５に保存
しておいた平常時周波数分布３０Ａとこの給餌時周波数
分布３０Ｂの１００Ｈｚ〜１ｋＨｚまでの周波数分布差
６０ＳＡの差の総和を計算し、魚群の摂餌行動量を定量
化する。周波数分布差６０ＳＡの総和がしきい値を越え
たとき、摂餌行動が開始したとみなし、給餌動作をＯＮ
（開始）とする。給餌が始まると、周波数分布差６０Ｓ
Ａは図８のように大になり、給餌量制御手段７０は、こ
の定量化した摂餌行動定量化信号６０Ｓを受けて給餌量
を算出し、同時に、飼育環境計測手段１１０からの飼育
環境計測信号１１０Ｓを受け、図８に示す給餌初期（摂
餌要求性が高い時）（時間ｔ０〜時間ｔ１）において、
図８中の給餌量７０Ｓを給餌手段８０に指令して、給餌
タンク９０から餌１１を給餌管１００を通して飼育手段
２０中の魚１０に与える。給餌を続けると、次第に魚１
０の摂餌要求性が低下していくので、魚１０の摂餌行動
量は低下する。魚１０の摂餌行動量の低下に応じて水中
３０の給餌周波数分布３０Ｂは小さくなる。給餌時間の
経過に伴い、つまり、給餌（摂餌）中期（ｔ１〜ｔ
２）、給餌（摂餌）後期（ｔ２〜ｔ３）にかけ、周波数
分布差６０ＳＡの度合に応じて給餌量７０Ｓを図８に示
すように段階的に減少させ、周波数分布差６０ＳＡの総
和がしきい値を下回ったとき、摂餌行動が安定したとみ
なし、給餌動作をＯＦＦ（停止）とし、給餌を停止する
（時間ｔ３）。ここで、給餌量と継続時間は、周波数分
布差６０ＳＡに応じて制御し、周波数分布差６０ＳＡの
減少が早ければ、給餌を早めにストップさせる。
具体例を説明する。図８において、横軸に時間、縦軸に
周波数分布差６０ＳＡの強度、給餌量を表す。給餌開始
時（時間ｔ０）に、まず、特定の音や光を発し、少量の
飼料を給餌し、魚群の摂餌行動を誘発する。この時点で
は、魚１０の餌料要求性が高いため、魚１０の活動量は
大きく、水面３０に多数の細かなしぶきが発生し、餌の
補食音、給餌周波数３０Ｂが観測される。集音計測手段
４０は、集音信号４０Ｓをリアルタイムに周波数分析手
段５０に出力する。周波数分析手段５０において集音信
号４０Ｓから各周波数分布の音の強さを分解し、周波数
分析信号５０Ｓとして、摂餌行動定量化手段６０に送る
と共に、データーベース５５に保存する。摂餌行動定量
化手段６０においては、予めデーターベース５５に保存
しておいた平常時周波数分布３０Ａとこの給餌時周波数
分布３０Ｂの１００Ｈｚ〜１ｋＨｚまでの周波数分布差
６０ＳＡの差の総和を計算し、魚群の摂餌行動量を定量
化する。周波数分布差６０ＳＡの総和がしきい値を越え
たとき、摂餌行動が開始したとみなし、給餌動作をＯＮ
（開始）とする。給餌が始まると、周波数分布差６０Ｓ
Ａは図８のように大になり、給餌量制御手段７０は、こ
の定量化した摂餌行動定量化信号６０Ｓを受けて給餌量
を算出し、同時に、飼育環境計測手段１１０からの飼育
環境計測信号１１０Ｓを受け、図８に示す給餌初期（摂
餌要求性が高い時）（時間ｔ０〜時間ｔ１）において、
図８中の給餌量７０Ｓを給餌手段８０に指令して、給餌
タンク９０から餌１１を給餌管１００を通して飼育手段
２０中の魚１０に与える。給餌を続けると、次第に魚１
０の摂餌要求性が低下していくので、魚１０の摂餌行動
量は低下する。魚１０の摂餌行動量の低下に応じて水中
３０の給餌周波数分布３０Ｂは小さくなる。給餌時間の
経過に伴い、つまり、給餌（摂餌）中期（ｔ１〜ｔ
２）、給餌（摂餌）後期（ｔ２〜ｔ３）にかけ、周波数
分布差６０ＳＡの度合に応じて給餌量７０Ｓを図８に示
すように段階的に減少させ、周波数分布差６０ＳＡの総
和がしきい値を下回ったとき、摂餌行動が安定したとみ
なし、給餌動作をＯＦＦ（停止）とし、給餌を停止する
（時間ｔ３）。ここで、給餌量と継続時間は、周波数分
布差６０ＳＡに応じて制御し、周波数分布差６０ＳＡの
減少が早ければ、給餌を早めにストップさせる。
【００１３】このように、本実施形態によれば、魚の餌
料要求性による摂餌行動の変化に応じて発生する水中の
音を集音計測により周波数分析し、この周波数分析に基
づいて魚が餌を摂取する行動を検知し、給餌量と継続時
間を調整するので、常に適切な給餌を行うことができ
る。この結果、魚の餌料要求性の低下に応じて給餌量を
必要最小限にした上で、食べ残しが減少するので、摂餌
率を限りなく１００パーセントに近づけることことがで
き、かつ、飼料のコストの低減が図られ、併せて、水域
の汚染を防止することが可能となる。また、魚の摂餌行
動の変化に応じて給餌量と継続時間を自動制御するの
で、給餌作業による人的負担を軽減し、給餌作業が効率
化される。
料要求性による摂餌行動の変化に応じて発生する水中の
音を集音計測により周波数分析し、この周波数分析に基
づいて魚が餌を摂取する行動を検知し、給餌量と継続時
間を調整するので、常に適切な給餌を行うことができ
る。この結果、魚の餌料要求性の低下に応じて給餌量を
必要最小限にした上で、食べ残しが減少するので、摂餌
率を限りなく１００パーセントに近づけることことがで
き、かつ、飼料のコストの低減が図られ、併せて、水域
の汚染を防止することが可能となる。また、魚の摂餌行
動の変化に応じて給餌量と継続時間を自動制御するの
で、給餌作業による人的負担を軽減し、給餌作業が効率
化される。
【００１４】なお、本実施形態では、図８において周波
数分布差６０ＳＡの度合に応じて給餌量７０Ｓを段階的
に減少させ、ストップさせることについて説明したが、
給餌量７０Ｓを慚次的に減少させてもよい。また、本発
明の装置駆動用の主電源または補助電源については、特
に、海洋生け簀の場合、海底電線による給電に代えて装
置コスト、保守頻度、耐久性等を考慮して充電再生可能
な二次電池を用いてもよい。
数分布差６０ＳＡの度合に応じて給餌量７０Ｓを段階的
に減少させ、ストップさせることについて説明したが、
給餌量７０Ｓを慚次的に減少させてもよい。また、本発
明の装置駆動用の主電源または補助電源については、特
に、海洋生け簀の場合、海底電線による給電に代えて装
置コスト、保守頻度、耐久性等を考慮して充電再生可能
な二次電池を用いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水棲生物群および群中の各個体が餌料を要求する度合
（餌料要求性）に応じて誘発される摂餌行動および餌料
要求性の低下による摂餌行動の変化を周波数分析によっ
て解析し、この解析に基づいて給餌量を定量化するた
め、常に適正量の餌料を自動給餌できると共に、摂餌率
を限りなく１００パーセントに近づけることによって摂
餌率を向上させることができ、同時に、給餌に係わるコ
ストを低減し、さらに環境水の汚染を防止することがで
きる。また、集音によって得た水棲生物群および群中の
各個体の摂餌行動の変化を周波数分析によって解析する
ため、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の強さの度合を計
測することができる。また、水棲生物の摂餌行動の変化
に応じて給餌量と継続時間を自動制御するので、給餌作
業による人的負担を軽減し、給餌作業を効率化すること
ができる。また、装置駆動用の主電源または補助電源と
して、充電再生可能な二次電池を用いることにより、特
に、海洋生け簀の場合、海中に商用電源ケーブルを敷設
する必要がなく、コストの低減が図られる。
水棲生物群および群中の各個体が餌料を要求する度合
（餌料要求性）に応じて誘発される摂餌行動および餌料
要求性の低下による摂餌行動の変化を周波数分析によっ
て解析し、この解析に基づいて給餌量を定量化するた
め、常に適正量の餌料を自動給餌できると共に、摂餌率
を限りなく１００パーセントに近づけることによって摂
餌率を向上させることができ、同時に、給餌に係わるコ
ストを低減し、さらに環境水の汚染を防止することがで
きる。また、集音によって得た水棲生物群および群中の
各個体の摂餌行動の変化を周波数分析によって解析する
ため、雑音に強い水棲生物の摂餌行動の強さの度合を計
測することができる。また、水棲生物の摂餌行動の変化
に応じて給餌量と継続時間を自動制御するので、給餌作
業による人的負担を軽減し、給餌作業を効率化すること
ができる。また、装置駆動用の主電源または補助電源と
して、充電再生可能な二次電池を用いることにより、特
に、海洋生け簀の場合、海中に商用電源ケーブルを敷設
する必要がなく、コストの低減が図られる。
【図１】本発明の一実施形態を示す水棲生物用自動給餌
装置
装置
【図２】魚の平常時の周波数分布を示す図
【図３】魚の摂餌時の周波数分布を示す図
【図４】魚の平常時と摂餌時の周波数分布差を示す図
【図５】本発明の周波数分析手段の動作を示すフローチ
ャート
ャート
【図６】本発明の摂餌行動定量化手段の動作を示すフロ
ーチャート
ーチャート
【図７】本発明の給餌量制御手段の動作を示すフローチ
ャート
ャート
【図８】本発明の周波数分布差、給餌量を示す図
１０…魚、１１…餌、２０…飼育手段、３０…水中、４
０…集音計測手段、５０…周波数分析手段、５５…デー
タベース、６０…摂餌行動定量化手段、７０…給餌量制
御手段、８０…給餌手段、９０…給餌タンク、１１０…
飼育環境計測手段
０…集音計測手段、５０…周波数分析手段、５５…デー
タベース、６０…摂餌行動定量化手段、７０…給餌量制
御手段、８０…給餌手段、９０…給餌タンク、１１０…
飼育環境計測手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 圓佛 伊智朗 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 浅見 一夫 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 吉富 文司 東京都八王子市北野町559−６ 日本水産 株式会社中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 飼育水槽または生け簀の水棲生物に餌料
を供給する水棲生物用自動給餌装置において、水棲生物
の活動状態を集音により計測する集音計測手段と、前記
計測値を周波数分析する周波数分析手段と、前記周波数
分析によって得た水棲生物の摂餌行動に特徴的な周波数
分布に基づいて摂餌行動の強さの度合いを計算し、定量
化する摂餌行動定量化手段と、前記定量化した摂餌行動
の強さの度合に応じて給餌量および給餌時間を制御する
給餌量制御手段を具備することを特徴とする水棲生物用
自動給餌装置。 - 【請求項２】 請求項１において、周波数分析手段は、
集音した計測データをフーリエ変換し、周波数特性を求
め、各周波数分布毎の音の強さに分解するとともに、水
中音および摂餌音以外の雑音を除去することを特徴とす
る水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項３】 請求項１において、摂餌行動定量化手段
は、水棲生物に給餌しない時の周波数分布と水棲生物の
摂餌時の周波数分布を比較し、その差から捕食音の周波
数分布差を求め、水棲生物の摂餌行動の強さの度合を定
量化することを特徴とする水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項４】 請求項１において、給餌量制御手段は、
定量化した摂餌行動の強さの度合に応じて求めた少なく
とも給餌量判別信号係数および摂餌行動係数に基づいて
投餌する最適な給餌量を決定するとともに、定量化した
摂餌行動の強さの度合に応じて給餌の継続時間を決定す
ることを特徴とする水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項５】 請求項４において、投餌する最適な給餌
量は、摂餌行動の強さの度合に応じて段階的に決められ
た餌の量または摂餌行動の強さの度合に比例した餌の量
とすることを特徴とする水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項６】 請求項４において、摂餌行動の強さの度
合がしきい値を越えたとき、給餌を開始し、下回ったと
き、給餌を停止することを特徴とする水棲生物用自動給
餌装置。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかにおい
て、季節、気圧、水温、溶剤酸素濃度を計測する飼育環
境計測手段を設け、前記計測した飼育環境に基づいて給
餌量を補正することを特徴とする水棲生物用自動給餌装
置。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７のいずれかにおい
て、装置駆動用の主電源または補助電源として充電再生
可能な二次電池を用いることを特徴とする水棲生物用自
動給餌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140902A JPH10313730A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9140902A JPH10313730A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10313730A true JPH10313730A (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15279468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9140902A Pending JPH10313730A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10313730A (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104839054A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-08-19 | 中国水产科学研究院长江水产研究所 | 一种水压胁迫下鱼类行为研究的实验装置 |
| KR101598898B1 (ko) * | 2015-06-30 | 2016-03-03 | 주식회사 글로비트 | 음향 및 영상분석을 통한 넙치 질병 예방 시스템 |
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| WO2018034387A1 (ko) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | 김영구 | 3차원 분석을 이용한 양식장 사료 급이 시스템 및 그 방법 |
| CN108029599A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-15 | 江苏省农业科学院 | 一种蟹类疾病判别方法及诊断装置 |
| CN109479771A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-19 | 浙江海洋大学 | 一种基于声学方法的网箱养殖鱼类定位装置 |
| JP2020167950A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | 株式会社マクスマラシステムズ | エビ養殖用の養殖システム |
| CN112889733A (zh) * | 2020-01-20 | 2021-06-04 | 北京市水产科学研究所（国家淡水渔业工程技术研究中心） | 水生生物进食行为的观察系统 |
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| KR102274057B1 (ko) * | 2020-06-12 | 2021-07-07 | 대한민국 | 양식수조내 어류의 먹이활동성 측정 장치 및 이를 이용한 먹이 공급 방법 |
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| CN114557308A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-05-31 | 重庆工商大学 | 应用于循环水养殖的精准投喂系统及方法 |
| KR20220089395A (ko) * | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 한국해양과학기술원 | 수중 복합센서를 이용한 해상 양식장의 최적 사료 공급 시스템 및 방법 |
| CN115067257A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-09-20 | 金华市水产技术推广站(金华市水生动物疫病防控中心) | 一种精准控制投喂量的投饵方法及系统 |
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-
1997
- 1997-05-15 JP JP9140902A patent/JPH10313730A/ja active Pending
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