JPWO2016194350A1 - ニワトリの体重算出方法とニワトリの成長監視システム - Google Patents

Abstract

鶏舎では、日齢毎に成長するニワトリの育成状態を監視するために、サンプリングしたニワトリの体重を測定する。しかし従来これは人間が直接おこなっていたために、多くの労力がかかっていた。シート状圧力センサに乗っているニワトリの足の圧力分布に基づいて前記ニワトリの体重を算出することを特徴とするニワトリの体重算出方法は、鶏舎内のニワトリの体重を測定し、その平均値を算出できるので、手間がかからず、ニワトリの成長を監視することができる。

Description

本発明は食肉用として鶏舎中で飼育される食肉用ニワトリ（所謂ブロイラー）や、採卵用のニワトリ（所謂レイヤー）の発育状態を簡便に測定することのできるニワトリの成長監視システムに関する。

現在ニワトリはほとんどが家畜用として育てられている。ニワトリは卵および食肉として、世界中で重要な蛋白源となっている。そして、卵および食用肉としての生産性を向上させるために、ニワトリ自体を採卵に適した種と食肉用に適した種として品種改良が行われてきた。採卵用のニワトリは、レイヤーと呼ばれ、食肉用のニワトリはブロイラーと呼ばれている。

ブロイラーは、その肉を得るために短期間で急成長するように品種が改良されている。現在では、ブロイラーは、通常のニワトリなら４〜５ヶ月で成鳥となるところ、４０〜５０日で成鳥となり出荷が可能となる。また、１ｋｇの肉を得るために与える餌の量としては、牛が１５ｋｇ、豚が６ｋｇに対して、ブロイラーは、わずか２．１ｋｇでよい。すなわち、食肉用の家畜として大変生産性が高い動物となっている。

これらのニワトリの成長の監視は、ニワトリの体重を測定することで行われる。しかし、１つの鶏舎には多数のニワトリが飼育されているため、全ての個体の体重を測定するのは、大変な労力と時間を必要とする。また、ブロイラーなどは、日齢毎に体重が増加するため、体重測定に時間をかけるのは意味がない。

そこで、全個体の一部をサンプリングして体重測定し、成長具合を確認する。しかし、それでも多くのニワトリを人間が集めて体重測定を行う必要がある。これはやはり大変な労力を必要とする。

このような状況において、ニワトリの体重を自動的に測定する提案がされている。特許文献１には、鶏舎内の例えば、給餌器や給水器のそばに設置する柵のついた体重測定器が開示されている。この体重測定器は、餌や水を摂取しにきたニワトリがその体重測定器に乗ることで、ニワトリの体重を測定し、遠隔地に設置されたデータ処理装置で集計される。

また、特許文献２には、同様に柵のついた体重計が開示されている。なお、特許文献２は主に牛用の体重計を開示している。

特開２００３−１１４１４５号公報 実開昭６３−１９３３２８号公報

ニワトリは家畜の中でも多くの羽数を飼育するため、体重測定を人の手で行うのは、時間がかかる。この点特許文献１のように遠隔地で自動的にニワトリの体重を測定できるようにできれば育成の管理にかかるコストを低くすることができる。

また特許文献２のように、牛のように大きな動物の体重を測定するのは、柵のある体重計が必要になる。しかしながら、ニワトリのように警戒心が強い動物の場合、柵を警戒して、体重計に乗らないという課題が存在する。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、警戒心を抱かせることなく、個体の体重をリアルタイムで測定する方法とシステムを提供するものである。

より具体的に本発明に係るニワトリの体重測定方法は、シート状圧力センサに乗っているニワトリの足の圧力分布に基づいて前記ニワトリの体重を算出することを特徴とする。

また本発明に係る成長監視システムは、
鶏舎内で育成されるニワトリの育成状態を監視する成長監視システムであって、
上記載のニワトリの体重算出方法に基づいて体重を算出し、一定時間毎に算出した前記ニワトリの体重の平均値を算出する制御器を有することを特徴とする。

本発明は、鶏舎の中のニワトリの体重をシート状圧力センサを用いて計測するので、ニワトリが警戒心を起こすことなく、測定をすることができる。

また、ニワトリの足の圧力分布を用いるので、ニワトリが静止していれば、片足だけシート状圧力センサ上に乗っていれば、圧力分布を測定し体重を算出することが可能である。

また、人間がニワトリを手でサンプリングしながら体重を計測するのではないので、ニワトリにストレスをかけずに、鶏舎中のニワトリの成長を管理することができる。

本発明に係る成長監視システムの構成を示す図である。 鶏舎内のシート状圧力センサの配置場所を例示する図である。 シート状圧力センサで得られるニワトリの足の圧力分布を例示する図である。 シート状圧力センサを用いて体重を算出するフローを示す図である。 図４の処理フローで圧力分布データが処理される様子を概念的に示した図である。 算出した体重の統計データを算出するフローを示す図である。

以下に図面を用いながら、本発明に係る成長監視システムについて説明を行う。なお、以下の説明は本発明の一態様を例示するものであり、本発明に係る成長監視システムは、以下の説明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。

図１に本発明に係るニワトリの体重測定方法および成長監視システム１の構成を示す。本発明に係る成長監視システム１は、鶏舎内の給餌器や給水器に隣接してシート状圧力センサ１０を設置し、餌や水を摂取しに来たニワトリの体重を計測する。そして計測データの平均値から鶏舎内のニワトリの育成状況を把握するものである。

成長監視システム１は、シート状圧力センサ１０と、制御器２０で構成される。シート状圧力センサ１０は、可撓性のシートの間に圧電素子や歪ゲージといった物理的変形量を電気信号に変換する微小な素子を薄膜状に数多く形成したセンサ部１４と、電子回路１６および通信装置１８を含む。電子回路１６には、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）といったコンピュータおよびメモリからなる制御部が含まれていても良い。

制御器２０は、シート状圧力センサ１０からの信号を受信する通信装置２２とＭＰＵで構成されるコンピュータ２４およびメモリ２６と表示装置およびキーボードといった入出力装置２８で構成される。なお、シート状圧力センサ１０は鶏舎５０内に配置される。

シート状圧力センサ１０は全体として厚みの薄い構造（厚さが１ｃｍ以下程度）であるのが望ましい。鶏舎５０の床面のオガコ等の敷料の中に埋めて使用できるからである。また、敷料の上に直接載置してもよい。

シート状圧力センサ１０は複数のニワトリが乗れる大きさであってもよい。また、鶏舎５０内に複数枚設置してもよい。シート状圧力センサ１０の数が多ければ、計測できる個体数も増え、計測値の精度は向上するからである。

シート状圧力センサ１０は、制御器２０と通信可能に接続される。通信の方式は限定されない。無線、有線のどちらであってもよい。

図２に鶏舎５０内でのシート状圧力センサ１０の設置例を示す。鶏舎５０内には、給餌器５２および給水器５４が配置される。また、ブルーダー（図示せず）が配置されていてもよい。シート状圧力センサ１０は、給餌器５２若しくは給水器５４に隣接して配置されるのが望ましい。ニワトリは、必ず給餌器５２や給水器５４で餌や水を摂取するからである。また、餌や水を摂取する間は、ニワトリは比較的静止しているので、測定がやりやすい。もちろん、これら以外の場所に載置してもよい。

なお、短時間に多くのサンプルを得るためには、シート状圧力センサ１０は、給水器５４に隣接して設けるのが望ましい。水を飲む時間の方が餌を食べる時間より短いから、シート状圧力センサ１０上の個体の入れ替わりが頻繁に起こると期待できるからである。

図３には、シート状圧力センサ１０で得られるセンサ信号Ｇのイメージ像を示す。シート状圧力センサ１０は、微小な圧力素子を可撓性のあるシート上に規則正しく配置し、それぞれの素子の出力を読み出す読み出しラインによって構成されている。そして、各素子からの出力は離散化される。たとえば、１素子につき２５６段階の数値に変換される。

このシート状圧力センサ１０上にニワトリが乗ると、図３のように足跡の形状に応じたイメージ像が得られる。各イメージは、その点のセンサ素子が感じた圧力に応じた値を色の違いなどで視覚化することができる。もちろん、各センサ素子の出力を数値で得ることもできる。

ここで、ニワトリの足跡には、体重が最もかかる趾蹠（しせき）９０と指（趾）の跡が見て取れる。左右の足は大きさが同じで対称形状をしている。ニワトリは、４本の指（趾）を持ち、体の斜め後方（後方は尾のある方向）に向かって所謂親指に当たる第１趾９１が備わっている。そして体の前方（頭のある方向）に、この第１趾９１のある側から第２趾９２、第３趾９３、第４趾９４が、扇方に配置されている。この中では、第３趾９３が最も長い。したがって、最も長い第３趾９３の方向が同じ方向を向いている足跡同士が１つの個体の足と判断できる。

１つの個体は通常両足に均等に全体重を乗せているので、両足の圧力値から求められる荷重を全て合計するとニワトリの全体重が求められる。また、ニワトリが静止していれば、片方の足の荷重からニワトリの全体重を推定することができる。

図４には、本発明の成長監視システムが行うニワトリの体重測定に係る動作のフローについて説明する。測定したデータを集計する処理フローは別途後述する。このフローは、制御器２０が行っても良いし、シート状圧力センサ１０の電子回路１６が行っても良い。どちらで行っても、成長監視システム１の制御器２０が行ったとしてよい。

また、図５には、シート状圧力センサ１０のデータが処理される様子を示す。なお、以下では１枚のシート状圧力センサ１０を用いた場合について説明するが、制御器２０が、複数のシート状圧力センサ１０について処理をするようにしてもよい。

まず、簡単に成長監視システムの処理を説明しておく。鶏舎５０にはシート状圧力センサ１０が配置してある。このシート状圧力センサ１０上に乗ったニワトリの足裏の圧力分布をシート状圧力センサ１０は検知することができる。

このニワトリの足裏の圧力分布に基づいて、ニワトリの体重を算出する。これを定期的に行うことで、多くのニワトリの体重を測定することができ、鶏舎５０で飼育されているニワトリ全体の育成の程度を統計的に推定することができる。

特に、シート状圧力センサ１０を用いると、複数のニワトリの体重を一度に測定することができる。また、片足だけをシート状圧力センサ１０に乗せていても体重を算出することができる。

図４を参照して、シート状圧力センサ１０は、動作を開始すると（ステップＳ１００）、終了処理を判定する（ステップＳ１０２）。終了処理の判断は、特に限定されないが、電源のＯＦＦや、制御器２０からの指示などが挙げられる。終了する場合（ステップＳ１０２のＹ分岐）は、停止する（ステップＳ１３０）。

継続する場合（ステップＳ１０２のＮ分岐）は、現在のシート状圧力センサ１０の各画素に対応する全データＧ０を記憶する（ステップＳ１０４）。全データＧ０とは、図５（ａ）に示すデータで、シート状圧力センサ１０の全面から得られるデータである。次に規定時間（ΔＴ）だけ遅れた時刻のシート状圧力センサ１０の全データＧ１を記憶する（ステップＳ１０６）。規定時間は数秒程度の短い時間であってよい。

次に全データＧ０と全データＧ１を比較し、同じか否かを判断する（ステップＳ１０８）。比較の方法は特に限定されるものではない。全データＧ０の総和と全データＧ１の総和を比較しても良い。ここで「ε」はシート状圧力センサ１０上に静止していたニワトリがいるか否かを判断するための閾値である。例えば、全データＧ１と全データＧ０にほとんど変化がなければ、規定時間の間ニワトリはシート状圧力センサ１０上に静止していたと考えてよく、次のステップに移行する（ステップＳ１０８のＹ分岐）。

また、規定時間の後、片足分だけの荷重が減っていたとすると、１羽が移動した若しくは移動中であったと考えられる。そのような場合は、静止していたニワトリだけの体重を算出することができるので、全データＧ１に基づく算出処理に移ると判断してもよい。視閾値「ε」はそのような判断をするための閾値といえる。したがって、「ε」は、ニワトリの成長および、シート状圧力センサ１０の大きさに従って変更されてもよい。

全データＧ０と全データＧ１が大きく変化している場合は、改めて、全データＧ０の取得から始める（ステップＳ１０８のＮ分岐）。

次に全データＧ１に基づくニワトリの体重の算出処理に移る。まず、全データＧ１の中で１つの足のデータＤｓを確定させる（ステップＳ１１０）。具体例を示すと、全データＧ１の中で、規定の値Ｗｔｈ以上の値が集合している箇所を見つける。これはニワトリの足の裏で最も体重が乗る趾蹠９０の部分を検出する。

ここで、規定の値Ｗｔｈは、ニワトリの日齢によって日々刻々と変化するものである。前日までに計測値から求めた値であってもよいし、予めある日齢の規定値をきめておいてもよい。

次に１つの趾蹠９０から延びる趾を検出する。そして、片足のデータＤｓとしてまとめる。例えば、図５（ａ）を参照して、丸Ａで囲んだ部分はあるニワトリの左足に相当する。したがって、この丸Ａで囲まれたデータは、１つの足のデータＤｓとしてまとめて扱えるようにする。これはニワトリの足の圧力分布Ｄｓともいえる。

なお、足の圧力分布Ｄｓを求める際には、趾も確定させる。ニワトリの足では、趾は、趾蹠９０を中心としてほぼ直線状に延びる。そしてその中でもっとも長い趾が第３趾９３である。趾蹠９０と第３趾９３を結ぶ方向がこの足の個体が向いている方向である。図５（ａ）では、大きな矢印で各個体の向きを示した。

この方向から直角方向で第１趾９１がある側の他の趾蹠が同じ個体の他の足である。例えば、図５の例でいうと、丸Ａで囲った足跡では趾蹠９０ａと第３趾９３ａの方向が直線Ｌ１である。この直線Ｌ１の方向にある最も近い趾蹠は符号９０ｂである。したがって、丸Ａで囲ったデータＤｓｘと丸Ｂで囲ったデータＤｓｙは同じ個体の左右の足跡ということになる。

このようにして、対になる足のデータを決める。対になる足のデータの有無は、足の圧力分布Ｄｓに情報として付加される。対になる足が存在しない場合もある。シート状圧力センサ１０上に片足だけ乗せていたニワトリがいた場合である。図５（ａ）では、丸Ｃで囲んだ足跡である。

全データＧ１中の全ての足の圧力分布Ｄｓが確定したら、各圧力分布Ｄｓに番号を付ける。ここではｋ番目の足の圧力分布Ｄｓを「Ｄｓｋ」と表す。図５（ｂ）では、左から順にｋ＝１、・・・、ｋ＝５と番号付けされた状態を示す。そして、カウント用の変数ｋを１に設定する（ステップＳ１１０）。

次にこれらの足の圧力分布Ｄｓｋの圧力値の合計を求め、重さＷｋに換算する（ステップＳ１１６）。そして、求めた重さＷｋを２倍すれば、１羽のニワトリの体重Ｗｇを求めることができる。

ステップＳ１１２では、全ての足の圧力分布データＤｓｋについて重さへの変換が完了したか否かを判断する。できていない場合は、次のフローに移る（ステップＳ１１２のＮ分岐）。全てのデータＤｓｋについて換算が終了したら（ステップＳ１１２のＹ分岐）、全データＤ１を記録した時刻と、算出した体重Ｗｋを記録する（ステップＳ１２０）。そして、再び終了処理（ステップＳ１０２）まで戻り、処理を継続させる。

次にステップＳ１１４では、今処理対象としている足の圧力分布データＤｓｋにはまだ重さへの換算を終えていない対の足のデータがあるか否かを調べる（ステップＳ１１４）。ない場合（ステップＳ１１４のＮ分岐）は、足の圧力分布データＤｓｋを重さＷｋに換算する（ステップＳ１１６）。そして、カウント変数ｋをインクリメントしてステップＳ１１２に戻る。

すでに換算した足の対がある場合（ステップＳ１１４のＹ分岐）は、その足跡は、重さ換算せずに、カウント変数ｋのインクリメントを行う（ステップＳ１１８）。結果、図５（ｂ）では、Ｄｓ１、Ｄｓ２、Ｄｓ４が重さＷ１、Ｗ２、Ｗ４を経て（Ｗｋを２倍して）、体重Ｗｇ１、Ｗｇ２、Ｗｇ４へと変換される。なお、両方の足の圧力分布Ｄｓｋがわかる場合は、両方の足の圧力分布Ｄｓｋの全ての圧力値の総和を求め、体重Ｗに換算してもよい。

次に体重Ｗの処理について説明する。図６には、体重データの処理フローを示す。制御器２０は、処理がスタートしたら（ステップＳ２００）、終了処理を行う（ステップＳ２０２）。終了処理は、システム全体の電源Ｏｆｆや、停止指示があった場合などで、特に限定されるものではない。

終了する場合（ステップＳ２０２のＹ分岐）は、システム全体を停止させる（ステップＳ２３０）。継続する場合（ステップＳ２０２のＮ分岐）は、各シート状圧力センサ１０からの通信の有無を確認する（ステップＳ２０４）。通信があった場合（ステップＳ２０４のＹ分岐）は、通信があった各シート状圧力センサ１０の識別番号ＩＤと、送信されてきた計量値Ｗｇのデータを得る（ステップＳ２０６）。

そして、受信時刻Ｔと共に記録する（ステップＳ２０８）。なお、受信時刻Ｔは、シート状圧力センサ１０が制御器２０に送信してもよいし、制御器２０が自分の内部時計に基づいて付加してもよい。シート状圧力センサ１０からの通信がない場合（ステップＳ２０４のＮ分岐）は、通信があるまで待機する。計量値Ｗｇ等の記録が終わったら、終了処理（ステップＳ２０２）に戻る。

制御器２０は、複数のシート状圧力センサ１０からの計量値Ｗｇを受信し続けると共に、一定時間毎に（ステップＳ２１０）計量値Ｗｇの統計データ（平均値等）を算出する（ステップＳ２１２）。一定時間とは、特に限定されないが、ニワトリ特にブロイラーは１日で１００ｇ以上成長する場合もある。したがって、少なくとも２４時間毎の平均値を算出するのが望ましい。また、入出力装置２８からの指示により、入雛時からの成長に関するデータを日ごとに表示しても良い。

また、あまり短い時間間隔で計量値の平均を算出しても、意味のあるデータとして読みにくい。平均値の算出は５分以上の間隔をあけるのが望ましい。１時間毎の平均値を算出するのが鶏舎中のニワトリの全体の成長の程度を把握しやすい。

以上のように、本発明に係る成長監視システムは、水や餌を摂取しにきたニワトリの体重を常に測定するので、鶏舎内に多く設置することで、多くのニワトリの体重を計測することができ、鶏舎内のニワトリの育成状態を日齢毎の体重の増加として見る事が出来る。したがって、成長率が低下した場合は、直ちに対策を講じることができる。

本発明は成長の程度を体重で管理するブロイラーの育成には最も好適に利用することができるが、レイヤーやその他の家禽類の成長監視にも好適に利用することができる。

１ 成長監視システム
１０ シート状圧力センサ
１４ センサ部
１６ 電子回路
１８ 通信装置
２０ 制御器
２２ 通信装置
２４ コンピュータ
２６ メモリ
２８ 入出力装置
５０ 鶏舎
５２ 給餌器
５４ 給水器
９０ 趾蹠
９１ 第１趾
９２ 第２趾
９３ 第３趾
９４ 第４趾
Ｇ０ 全データ
Ｇ１ 全データ

より具体的に本発明に係るニワトリの体重算出方法は、シート状圧力センサに乗っているニワトリの足の趾蹠（しせき）と指（趾）の圧力分布に基づいて一つの個体の足と判断し、前記ニワトリの体重を算出することを特徴とする。

Claims (3)

1. シート状圧力センサに乗っているニワトリの足の圧力分布に基づいて前記ニワトリの体重を算出することを特徴とするニワトリの体重算出方法。
2. 前記体重の算出では、前記シート状圧力センサから得られる片方の足の前記圧力分布に基づいて体重を算出することを特徴とする請求項１に記載されたニワトリの体重算出方法。
3. 鶏舎内で育成されるニワトリの育成状態を監視する成長監視システムであって、
   請求項１または２記載のニワトリの体重算出方法に基づいて体重を算出し、一定時間毎に算出した前記ニワトリの体重の平均値を算出する制御器を有することを特徴とするニワトリの成長監視システム。

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