WO2016157752A1 - 乗駕行動検出システム及び検出方法 - Google Patents

Abstract

　家畜等の乗駕行動等を容易に検出する。　一の家畜の首に取り付けられ、発信信号を発する乗駕側装置と、他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた被乗駕側装置とを含み、被乗駕側装置の通信部が、乗駕側装置の通信部に向かって応答信号を発する。

Description

乗駕行動検出システム及び検出方法 関連出願へのクロスリファレンス

　本出願は、２０１５年３月３１日に出願された日本国特許出願第２０１５－７２１２９号、第２０１５－７２１３０号、第２０１５－７２２３９号、及び第２０１５－７２２４０号に基づく優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

　本発明は、家畜等の乗駕行動等の検知に関するものである。

　特許文献１には、牛の腹部の下に装着したＲＦＩＤタグと、牛床に設置されたリーダライタ装置との交信により牛の発情期の横臥状態及び起立状態を検出することが記載されている。しかし牛床に設置しているため、放牧中に検出できない上にシステムが大がかりである。

　特許文献２には、牛の発情時の乗駕行動を、加速度センサによる傾き検知により検出することが記載されている。しかし、加速度センサの場合、アブ等の接近により皮膚をぶるぶるとゆすったりする行為、又は加速度センサの位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献３には、傾斜センサにより牛の発情期の横臥状態及び起立状態を検出することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献４には、歩行センサによって牛の歩数を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献５には、モーションセンサによって牛の活動量を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献６には、牛舎内に設置されたリーダライタ装置と、ＲＦＩＤ等のタグを付けた牛とによって、当該牛の歩行距離を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、放牧した場合に検出できず、使用が限定的である。

　特許文献７には、運動センサ及び運動センサからの信号を送信する発信器によって牛の運動を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献８には、歩行センサによって牛の歩数を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献９には、振動センサによって牛の活動量を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献１０には、歩行センサによって牛の歩数を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、加速度センサ同様に、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献１１には、牛の腰部に取り付けた圧力センサによって牛の乗駕行動を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、どの牛が乗駕したものか判別できない。

　特許文献１２には、牛の脊椎上に取り付けた圧力応答性スイッチによって牛の乗駕行動を検出することにより、発情を検知することが記載されている。しかし、どの牛が乗駕したものか判別できない。

　特許文献１３には、牛の脊部に取り付けた圧力センサによって牛の乗駕行動を検出するための検出器の装着具の構造が記載されている。しかし、どの牛が乗駕したものか判別できない。

　特許文献１４には、牛に取り付けた圧力センサによって牛の乗駕行動を検出すると、光による報知を行うことが記載されている。しかし、どの牛が乗駕したものか判別できない。

　特許文献１５には、牛の背骨の上に取り付けた加速度センサ又は傾斜センサによって牛の乗駕行動を検出するための検出器の装着具の構造が記載されている。しかし、位置ずれ等による誤検出を防ぐため、牛の胴体に太いベルトを巻かなければならず、装置が大型化する上、牛に大きな負担にもなる。

　特許文献１６には、牛床温度を検出する温度センサにより牛の発情期の横臥状態及び起立状態を検出することが記載されている。しかし牛床に設置しているため、放牧中に検出できない上にシステムが大がかりである。

　特許文献１７には、牛の膣温を検出する温度センサにより牛の発情を検出することが記載されている。しかし、膣温の計測は、放牧中にはできないため、使用可能な状況が限定される。

　特許文献１８には、一方の牛の首に付けた超音波発信器からの超音波が、他方の牛の首に付けた超音波受信器に送信されることが記載されている。特許文献１８には、他方の牛の首に付けた超音波受信器側で超音波を受信すると、その受信回数を乗駕（被乗駕）回数としてそのままカウントすることが記載されている。また、特許文献１８には、超音波に代えて、電磁波又は赤外線を使用することも記載されている。しかし、被乗駕牛の首に付けた超音波受信器の受信可能な向きと、乗駕牛の首に付けた超音波発振器の発信の向きとをうまく一致させるのは至難の業である。特に乗駕時は、乗駕牛は頭を下げて被乗駕牛の背中に顎を乗せているような体勢を取る。従って、乗駕牛の顎が超音波等の指向性のある信号を遮る。また、被乗駕牛は、被乗駕時には背中を丸め、首を下げていることが多い。そのため、超音波受信器が被乗駕牛の背中で隠れてしまい超音波等の指向性の高い信号を受信できない。この場合、乗駕行動を検出することができない。この場合、もちろん顎乗せ行動を検出することもできない。

特開２００６－７５０９０号公報 特開２００７－７５０４３号公報 特表２００８－５３８９１８号公報 特開平０６－１４１３８５号公報 特開２０１２－９０６０４号公報 特開２００３－１８９７５１号公報 特表平１０－５０１６１８号公報 特開２００８－２２７６０号公報 特開２００３－３２５０７７号公報 特開２００４－３３７０９３号公報 特開平１１－３２６０９号公報 特開昭６３－１９２４３７号公報 特開２００４－５７０６９号公報 特開２０００－１５７０８４号公報 特開２００８－２０６４１２号公報 特開２０１１－４５２８４号公報 特開２０１３－１７９８７５号公報 特開２００５－２１０９２７号公報

　家畜等の乗駕行動等を容易に検出する発明を提案する。

　本発明の一実施形態は、一の家畜の首に取り付けられ、発信信号を発する乗駕側装置と、他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた被乗駕側装置とを含む。被乗駕側装置の通信部は、乗駕側装置の通信部に向かって応答信号を発する。

　本発明の実施形態によれば、家畜等の乗駕行動等を容易に検出できる。

検出システムの概要を示す図である。 検出システムの一例の機能ブロック図である。 乗駕側装置の一例を模式的に表した断面図である。 乗駕側装置及び被乗駕側装置を牛に装着した例を示す図である。 乗駕側装置及び被乗駕側装置を牛に装着した例を示す図である。 被乗駕側装置を牛に装着したいくつかの例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。 検出システムのユーザ側装置の画面の例を示す図である。

　以下、本発明の実施形態について、さまざまな例を示す図を参照して説明する。なお、これらの例同士が互いに矛盾しない限り、例同士を相互に適用又は変換可能である。或いは、これらの例同士が互いに矛盾しない限り、さまざまな技術を付加又は変換可能である。

　図１は、検出システムの概略を使用例として示している。ここでは、乗駕側装置１０を乗駕する牛の喉又は首あたりに取り付けるとともに、１個の被乗駕側装置２０を乗駕される側の牛の背中のき甲あたりに取り付けている。乗駕側装置１０は定期的に電磁波を発信している。被乗駕側装置２０は、乗駕側装置１０と適切な距離、例えば０～３０ｃｍ以内で正対すると、被乗駕側装置２０に記憶された乗駕された牛の固有ＩＤを、乗駕側装置１０に返信する。被乗駕側装置２０は、乗駕側装置１０から受け取った発信信号をトリガとして（あるいは発信信号によりエネルギーを得て）、上述の固有ＩＤを返信する。乗駕行動においては、乗駕した牛の喉、首、又は胸垂あたりと、乗駕された牛の背中及びその後ろ側である尻、臀、又は尾あたり（首又は喉は含まない）とが互いに正対する（なお、本明細書においては、正対とは実際に接触する場合も含む）ことが多い。このため、例えばこのような正対する位置に乗駕側装置１０及び被乗駕側装置２０を取り付けることが好適である。

　或いは、発情したメス牛が、他の牛の背、尻、又は臀等に顎を乗せる行動（顎乗せ行動）をすることがある。この場合も、喉又は首の下あたりに配置された乗駕側装置１０と背中の被乗駕側装置２０とが正対して、被乗駕側装置２０は、被乗駕側装置２０に記憶された乗駕される牛の固有ＩＤを、乗駕側装置１０に対して返信する。この場合も、被乗駕側装置２０は、上述と同様に乗駕側装置１０から信号を受け取ったことをトリガとして、上述の固有ＩＤを返信する。

　このように、乗駕された牛の固有ＩＤを乗駕した牛の乗駕側装置１０に送信し、乗駕した牛の乗駕側装置１０に記憶された当該乗駕した牛の固有ＩＤと合わせて、乗駕した牛及び乗駕された牛の組合せが検出できる。従って、この乗駕行動に絡んだ牛（乗駕した牛、或いは乗駕された牛）の固有ＩＤ、及び／又は乗駕行動の牛の組み合わせを検出したことをユーザに報知してもよい。この場合、例えば乗駕側装置１０に取り付けたＬＥＤ等の報知部１１を発光させたり、ブザー等の報知部１１から音を発したりして、ユーザに報知してもよい。

　次に、図２を用いて、検出システムの概略構成の例を説明する。図２に示すように、本実施形態に係る検出システムは、乗駕側装置１０と、被乗駕側装置２０と、ユーザ側端末３０とを備えていてもよい。

　乗駕側装置１０は、第１の通信方式（第１方式）によって、被乗駕側装置２０に対して信号を発信する。また、乗駕側装置１０は、発信した信号に対して、第１方式によって被乗駕側装置２０から返信される信号を受信する。第１方式は、例えばＮＦＣ（NFC-A，NFC-B，NFC-F）等の通信技術、又はＩｒＤＡ等の指向性の高い通信技術による方式とすることができる。

　第１方式の通信方式としてＮＦＣ技術に用いられるリーダライタ装置を採用した場合、乗駕側装置１０は、通信部１２と、制御部１３と、メモリ１４と、電源１５と、通信部１６を備えていてもよい。通信部１２は、パッシブ型のＲＦＩＤタグと呼ばれるタグ（主としてアンテナとメモリから構成される）を備えた被乗駕側装置２０に対して、発信信号となる電磁波（返信用のエネルギー源を兼ねることもある）を送信する。また、通信部１２は、被乗駕側装置２０のＲＦＩＤタグからの信号（返信）を受信するＮＦＣ（NFC-A，NFC-B，NFC-F等））に準拠したものとし得る。メモリ１４は、当該乗駕側装置１０が取り付けられた家畜（メス牛、仔牛、馬、豚）の固有ＩＤを記憶する。電源１５は、バッテリ（２次電池）あるいは燃料電池等を採用可能である。また、乗駕側装置１０は、（後述するユーザ側端末３０を備える場合に、）ユーザ側端末３０との通信を可能とするための第２の通信方式（例えばＣＤＭＡ，ＬＴＥ，ＷｉＦｉ，ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ(登録商標)等）に準拠した通信部１６を備えていてもよい。発信信号の内容は、最低限として、被乗駕側装置２０のメモリに記憶された固有ＩＤの返信要求であればよい。

　もちろん、ＮＦＣ技術に代えて、第１方式にＩｒＤＡも採用可能である。この場合、第１方式の通信部１２は、赤外線を発する又は受ける発光部及び受光部を備えていればよい。ＩｒＤＡは、ＮＦＣよりも通信可能な距離が長い（３０ｃｍ～１ｍ程度）ことも利点である。さらには、赤外線送受信に代えて、特定の波長のパルス波のレーザー光を送受信するものでもよい。

　ＮＦＣ、ＩｒＤＡ及びレーザー光は何れも通信が可能な立体角が小さく、通信部同士が互いに正対に近い状態を取る必要がある。そのため、本発明の実施形態においては指向性の高い通信方式を敢えて採用して、誤検出の発生する可能性を低減してもよい。このような実施形態は、乗駕行動又は顎乗せ行動に依存せずに互いの通信部が通信をしてしまうような誤検出を生じにくくしやすい点でメリットがある。

　乗駕側装置１０の第１方式の通信部１２は、例えば１秒に１回程度の間隔で送信を繰り返す。もちろん１秒よりももっと頻繁でもよい。そして、通信部１２は、１秒に一回の送信時に返信を受信すると、以降は最後の返信から一定時間以上（例えば４秒以上）の間（乗駕検出時間＋一定時間以上）は、０．１～０．３秒に一回程度の細かい周期で送信を繰り返す。これは、非乗駕時の消費電力削減を図りつつ、乗駕継続時間を正確に計測するためである。もちろん、この周期の設定は、種々変更が可能である。

　第２方式の通信部１６は、例えばＣＤＭＡ，ＬＴＥ，ＷｉＦｉ，ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ(登録商標)等に準拠したものであってもよい。第２方式は、指向性が低く、また、通信距離も牧場の放牧地内から放牧地外へと電波を送信できるものがよい。例えば、この通信距離は、２００ｍ程度を超えるものであればよい。なお、放牧地内に一または複数の中継基地局を設置する場合は、この通信距離はもっと短くともよい。例えば数十メートル程度でもよい。電気牧柵（通常、高電圧且つ低電流のパルス波が印加される。）と呼ばれる牧柵を用いている場合、この牧柵にさらに中継基地局用の電力線を一つ加えて引き回せばよい。

　被乗駕側装置２０は、乗駕側装置１０の第１方式に対応した方式、例えばＮＦＣ技術を用いたタグから構成可能である。被乗駕側装置２０は、通信部２１とメモリ２２とを備えていてもよい。メモリ２２には、少なくとも取り付けられる対象の家畜ごとに固有ＩＤが書き込まれていればよい。先の第１方式がＮＦＣである場合、通信部２１は、ＲＦＩＤ通信モードで通信が可能なタグを採用してもよい。この場合、バッテリ等の電源を必要としない点で、牛等の家畜の背中に取り付けるにあたって構造を簡素化できる。もちろんバッテリを備えてその電源を用いて通信を行ってもよい。また、第１方式としてＩｒＤＡ又はパルス波のレーザー光を用いた場合、通信部２１は、それぞれに対応した受光部及び発光部を備えればよい。もちろん、発光部の駆動のための電源をさらに備えてもよい。

　ユーザ側端末３０は、必ずしも備える必要はない場合もあるが、あれば利便性が向上する。ユーザ側端末３０は、電源３１、制御部３２（演算部３２’）、表示部３３、報知部３４、通信部３５、操作部３６、メモリ３７を備えていてもよい。なお、これらのものを最も簡単に備え得る装置は、いわゆるＰＣ、スマートフォン、又はタブレット等と、これらで動作可能なアプリケーションソフトウェアである。厩舎作業中の水滴、汚れ及び埃に強いアウトドア型のスマートフォンが好適に使用される。

　制御部３２は、ユーザ側端末３０の全体を制御する。特に、演算部３２’は、牛ごとの乗駕回数（乗駕時間）又は被乗駕回数（被乗駕時間）の演算、或いはこれらの演算結果とそれぞれの閾値との比較を行う。これについては後述する。

　表示部３３は、後述する乗駕回数等の情報、獣医師との連絡を取るか否か等の選択画面等、及び／又は、メールもしくは電話を受信したときの画面を表示できてもよい。

　報知部３４は、乗駕回数又は乗駕時間等が所定の閾値を超えた場合の報知（これらの機能を搭載していれば）、及びメール又は電話を受信したときの報知を行ってもよい。このような報知には、音、光、振動、又は文章表示等、従来周知の様々な方法が採用されてよい。なお、特に牛の発情の疑いが強い場合、発情の開始からの時間経過により、授精を急ぐべき状況においては、通常の場合よりもインパクトの強い報知態様により、ユーザに報知をしてもよい。例えば、通常の場合よりもインパクトの強い報知態様として、音量の大小の差をつける、又は光の強弱等の差をつけることができる。或いは、通常、１種類の報知（例えば音だけ）なのに対して、緊急の場合には、音と光、又は音と振動等の複数の報知方法を用いて報知してもよい。

　第２方式の通信部３５は、例えばＣＤＭＡ，ＬＴＥ，ＷｉＦｉ，ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ(登録商標)等のいずれかに或いはいくつかに準拠した方式で、先の通信部１６と通信できるものが好ましい。

　操作部３６は、操作キー、又はタッチパネル等の種々の操作を受け付ける技術が採用可能である。

　メモリ３７は、例えば通信部３５を介して取得した乗駕行動等に関する情報を記憶し、又は各種演算処理等における記憶領域として使用されてもよい。また、メモリ３７には、電話帳機能として、特定の獣医師及び人工授産師等の情報、各牛の体調記録及び過去の発情記録（例えば前回及び前々回の発情記録、並びに昨年の授精時の記録）等を備えていてもよい。

　次に図３から図５を用いて、乗駕側装置１０の構造のいくつかの例について説明する。図３に示すように、防水仕様の筺体１８の内部には、第1方式がＮＦＣ技術を用いた場合の例として、通信部１２のアンテナが配置されている。アンテナは、乗駕行動における被乗駕牛に近い側に配置されてもよい。第1方式がＩｒＤＡである場合は、その発光部及び受光部も乗駕行動における被乗駕牛に近い側に配置されてもよい。さらには、筺体１８の内部には回路基板１３が配置され、制御部３及びメモリ１４の一部または全部等を構成してもよい。さらには、例えばリチウムイオン等から構成される電源１５を備える。また、第２方式の通信部１６のアンテナが配置されてもよい。図示しないが、表示部及び報知部等を備えてもよい。

　図３に乗駕側装置１０の構造の例を示す。図３の例では、乗駕側装置１０の筺体１８の外側には保持具１７が取り付けられている。保持具１７は、例えば図４に示すように首輪タイプである。或いは、保持具１７は、例えば図５に示すように頭絡の１７’タイプである。これらの素材は、通常の家畜用の頭絡等の構成部材である、ゴム、革、布、ロープ、又は縄等から構成されてもよく、耐久性と柔軟性を備えていればよい。なお、首輪１７にしろ、頭絡１７’にしろ、長さを調節可能な機構を採用してもよい。首輪１７又は頭絡１７’の装着時の長さは、家畜等の首を圧迫するほど締め付ける必要もなく、家畜等の首との間に多少の隙間を設けてもよい。なお、図示しないが、首輪１７又は頭絡１７’は、家畜等の肩から前脚をはさむように、たすき掛けのベルト、又は馬の腹帯のようなものでもよい。

　なお、図４では被乗駕側装置２０を１個配置し、図５では被乗駕側装置２０を複数個配置している。被乗駕側装置２０は、例えば図２に示すように、ループアンテナとメモリとからなる場合、いわゆるＮＦＣチップと呼ばれる、縦横ともに３ｍｍから１ｃｍ程度のチップでもよい。この場合、図６に示すように、家畜等の背中に多数の被乗駕側装置２０を配置することで、乗駕時の位置ずれに起因して乗駕が検出できないといったことが低減される。

　図６では、左側から順次４つのパターンを示している。最も左側のパターン（１）では、家畜の背骨をはさんで左右に被乗駕側装置２０を配列させている。ここで、左右それぞれの帯状のものは、被乗駕側装置２０を保持する保持部材２３を示している。このように、保持部材２３に保持された被乗駕側装置２０は、背骨上だけではなく、左右に配置されていることから、顎乗せ行動を検出しやすい。帯状の保持部材２３は、例えば布又はゴムからなり、例えば接着剤が塗布されることにより、家畜の背中に固定されてもよい。この接着剤は、生体適合性のある医療用接着剤（例えばシアノアクリレート系）が好ましい。しかしながら、この接着剤は、牛又は馬の毛に部分的に接着するだけで良いので、ある程度の時間が経過すると脱毛とともに保持部材２３が接着剤ごと脱落する、或いは発情の周期に伴い、２１日ごとに回収される。このため、どのような接着剤であろうと、家畜の生体への悪影響は低い。なお、被乗駕側装置２０がバッテリを使用しないタイプの場合、検出システムとして、毎回家畜からとりはずさなくともよい。仮にバッテリを必要とする場合、バッテリだけを取り出せるようにしてもよい。

　このような保持部材２３に、図６のパターン（１）では、片側６個、左右で合計１２個の被乗駕側装置２０が接着固定されている。このような構成によれば、乗駕した家畜の首の位置及び乗駕した際の姿勢のばらつき、又は、顎乗せ行動の際の背中の位置と顎の位置とのばらつきに対して検出しやすい。図６に示すパターン（２）では、被覆部と、ベルトとが備わった保持部材２３を開示している。被覆部は、被乗駕側装置２０が搭載され、背中の幅広い領域を覆う布、ゴム、又は網等からなる部材とすることができる。ベルトは、被覆部の左右に取り付けられ、家畜の腹の下を周回する部材とすることができる。パターン（２）を採用する場合、牛の背骨上に当たるき甲部分にも被乗駕側装置２０を配置できる。このように背骨上に被乗駕側装置２０を配置した場合、牛の首に取り付けた乗駕側装置１０が家畜の左右に偏らず真ん中に配置されていることも多いため、乗駕行動を見逃しにくくできる。もちろん、ベルトに代えてパターン１と同様に接着剤を用いてもよい。

　パターン（３）では、帯状のものを、背骨をまたぐように、左右に延在させて配置している。ここで、保持部材２３の素材及び構造は、パターン（１）及びパターン（２）と同様に、接着剤又はベルトが使用可能である。また、パターン（３）では、尾根部にも背骨に沿って被乗駕側装置２０を配置している。このように、尾根部にも配置することで、例えばメス牛だけの放牧地ではなく、オスの仔牛が同じ牧区内に放牧されている場合において有効である。すなわち、オスの仔牛に乗駕側装置１０を取り付けた場合、その背丈が低いため、出産可能な雌牛の背中のき甲まで、仔牛の乗駕側装置１０が届かないことも考えられる。従って、メス牛の尻又は臀からしっぽのあたり、例えば尾根部あたりに被乗駕側装置２０を取り付けることにより、乗駕（被乗駕）行動が検出しやすくなる。

　パターン（４）では、チップ状の被乗駕側装置２０を、接着剤からなる保持部材２３を用いて固定している。つまり、パターン（４）では、保持部材２３は、接着剤そのものでもよい。ここでは、複数の被乗駕側装置２０を個別に、家畜の背中、尻、又は尾等の乗駕側装置１０と対面しそうな位置に取り付けているものである。なお、保持部材２３は、接着剤だけからなるものではなく、裏面に接着剤が添付されたアクリル又はＰＥＴ等からなる薄片にチップが固定されたものでもよい。アクリル等からなる薄片を牛の毛又は皮膚に取り付けるに当たり、先ほどと同様、薄片の裏面側に接着剤が用いられてもよい。もちろん保持部材２３は粘着性シートでもよい。絆創膏又はサージカルテープのようなものに被乗駕側装置２０のチップが貼り付けられているものでもよい。このようなものであれば、容易簡便でコストも安くできる。なお、ウレタンゲルのようなもので、チップ及び硬化後の接着剤を覆うようにしてもよい。このようにすれば、乗駕時又は顎乗せ時に、家畜の下腹部又は顎に被乗駕側装置２０又は保持部材２３が引っかかったり、傷つけたりする恐れが低減できる。このように、保持部材２３は、被覆部材付きでもよい。

　図７から図１２は、ユーザ側端末３０の表示部３３において、乗駕側装置１０から収集した各家畜の乗駕行動に関する情報を表示する表示画面の一例である。このような画面例を用いながら、乗駕行動の情報と発情判定のアルゴリズムについても、順次説明する。

　ここでは、同じ牧区内の複数の牛に対して、朝の８時（放牧開始）から９時半ごろまでのデータを収集した結果を示している。図７において最も左の棒グラフの牛Ａを用いて説明する。牛Ａのグラフは、牛Ａの乗駕側装置１０が他の牛の被乗駕側装置２０と交信した回数（乗駕交信回数）、及び他の牛に乗駕されて、当該他の牛の乗駕側装置１０と牛Ａの被乗駕側装置２０が交信した回数（被乗駕交信回数）の累計を示している。ここで、牛Ａは乗駕交信回数が第１閾値（４０回）を超えている。また、被乗駕交信回数が第４閾値である２０回を超えている。ここで、発情しているとの判定は、乗駕交信回数が第１閾値を超える場合としてもよいし、乗駕交信回数が第１閾値を超えて、且つ被乗駕交信回数が第４閾値を超える場合としてもよい。

　次に、牛Ｄについてみると、牛Ｄは、乗駕交信回数が第２閾値である２５回を超えている。この場合、牛Ｄが発情している可能性が高いと判定している。牛Ｄの場合は、被乗駕交信回数が第３閾値を超えていないが、乗駕交信回数が第２閾値を超え且つ、被乗駕交信回数が第３閾値を超えている場合に、発情の可能性が高いとしてもよい。次に牛Ｃについてみると、乗駕交信回数はいずれの閾値も超えていないものの、被乗駕交信回数が第３閾値である１２回を超えている。この場合に、発情の可能性が高いと判定している。牛Ｔについてみると、乗駕交信回数・被乗駕交信回数ともに、いずれの閾値も超えていないが、乗駕交信回数が第２閾値と一致しているため、発情している可能性があると判定している。

　そして、これらの棒グラフでは、総交信回数の上位の牛ほど、すなわち発情している確度が高い牛ほど画面の左側に表示されるように設計している。また、発情しているあるいはその可能性がある牛は、発情の可能性に関するコメントを枠内に表示している。なお、このようなコメントは必須のものではなく、ユーザが棒グラフを見ながら自身の経験と牛ごとの特性を踏まえて発情を確認してもよい。また、発情しているとした牛については、発情の可能性が見られた時点からの経過時間を示している。このように経過時間の表示を行なうのは、発情開始から０時間から２４時間、好ましくは５時間から１６時間、さらに好ましくは８時間から１３時間の間に、授精を行うのがよいためである。さらには、各閾値と乗駕交信回数又は被乗駕交信回数とのいずれを重視するか等は、牛の個体差にもよるため、このような判別の条件はユーザごとに設定できてもよく、さらにはユーザが牛ごとに条件を設定できてもよい。

　図８において最も左の棒グラフの牛Ａを用いて説明する。牛Ａのグラフは、牛Ａの乗駕側装置１０が他の牛の被乗駕側装置２０と交信した回数から導き出した乗駕回数、及び他の牛に乗駕されて、当該他の牛の乗駕側装置１０と牛Ａの被乗駕側装置２０が交信した回数から導き出した被乗駕回数の累計を示している。ここで、牛Ａは乗駕回数が第１閾値（１０回）を超えている。また、被乗駕交信回数が第４閾値である７回を超えている。ここで、発情しているとの判定は、乗駕回数が第１閾値を超える場合としてもよいし、乗駕回数が第１閾値を超えて、且つ被乗駕回数が第４閾値を超える場合としてもよい。つまり飼育環境、個体差、及び／又は家畜の種類等に応じて種々の判定条件をメーカが或いはユーザが設定可能であってもよい。

　次に、牛Ｄについてみると、牛Ｄは、乗駕回数が第２閾値である７回を超えている。この場合、牛Ｄが発情している可能性が高いと判定している。牛Ｄの場合は、被乗駕回数が第３閾値である４回を超えていないが、乗駕回数が第２閾値を超え、且つ、被乗駕回数が第３閾値を超えている場合に、発情の可能性が高いとしてもよい。次に牛Ｃについてみると、乗駕回数はいずれの閾値も超えていないものの、被乗駕回数が第３閾値である４回を超えている。この場合に、発情の可能性が高いと判定している。牛Ｔについてみると、乗駕回数・被乗駕回数ともに、いずれの閾値も超えていないが、乗駕回数が第２閾値と一致しているため、発情している可能性があると判定している。

　ここで、検出された乗駕（被乗駕）交信回数から乗駕（被乗駕）回数を演算して発情判定をするには、種々のアルゴリズムに基づいて演算することが可能である。いくつかのアルゴリズムを用いた演算例を以下に記載する。

　牛の乗駕行動においては、乗駕する牛が、平均的には２秒から８秒程度の間、被乗駕牛に継続して乗駕している。従って、平均的には、１回の乗駕行動における乗駕（被乗駕）継続時間は、２秒から８秒である。

　このため、例えば牛Ａの乗駕側装置１０と牛Ｂの被乗駕側装置２０との間の交信が複数あった場合において、最初の交信から最後の交信までの時間（例えば６秒）が先の平均的な継続時間２秒～８秒内である場合、牛Ａの乗駕回数が１、牛Ｂの被乗駕回数が１とカウントしてもよい。この場合、牛Ａの乗駕側装置１０が一又は複数配置され、また、牛Ｂの被乗駕側装置２０が一又は複数配置されていても構わない。すなわち、最初の交信も最後の交信も牛Ａのいずれかの乗駕側装置１０と牛Ｂのいずれかの被乗駕装置２０との間での交信であればよい。具体的には、被乗駕牛Ｂの尾に配置された被乗駕側装置２０との間での最初の交信が検出され、その４秒後に被乗駕牛Ｂの背中の被乗駕側装置２０との間で交信があり、その後、交信がなかった場合、乗駕継続時間は４秒として乗駕（被乗駕）回数１がカウントされる。

　或いは、もっと単純に、牛Ａの乗駕側装置１０と牛Ｂの被乗駕側装置２０との交信が複数回あった場合に、最初の交信から次の交信までの時間（例えば３秒）が先の平均的な継続時間２秒～８秒の間である場合、同様に１をカウントしてもよい。同じ牛の被乗駕側装置２０であれば、いずれかの被乗駕側装置２０との交信であればよい点は、先の例と同様である。従って、被乗駕側装置２０に付与するＩＤは牛ごとには異なるものの、同じ牛では同じＩＤが付与されていても問題ない。このため、被乗駕側装置２０のメモリ（ＲＦＩＤチップ）への書き込み作業が簡便である。

　逆に、例えば最初の交信だけで次の交信までの時間が先の平均的な継続時間２秒～８秒の範囲外である場合、又は最初の交信だけがあったが次の交信がない場合、乗駕行動は０（ゼロ）としてカウントしてもよい。ただし、この場合、顎乗せ行動においては、カウントを１としてもよい。平均的な顎乗せ行動により検出される交信は単発、又は非常に短いスパンの時間だからである。なお、顎乗せ行動も発情の一つの指標であることから、これらを含めて、発情の判定をしてもよい。

　また、牛の乗駕行動においては、最初に乗駕牛が被乗駕牛の臀又は尾あたりに顔を乗せる顎乗せ行動に類似の行動を取る。このとき、被乗駕牛において発情の兆候が全くない場合、乗駕されることを嫌がって逃げる行動を取ることがある。この場合、一回の交信しか検出できない。従って、この場合、乗駕はカウントされず、顎乗せ（被顎乗せ）回数１がカウントされてもよい。顎乗せ回数が多い牛は発情の可能性があるが、被乗駕回数が少ないにもかかわらず、被顎乗せ回数が多い場合は、乗駕を許容しない場合が多いことが考えられ、発情の可能性は低いと判定してもよい。

　一方、被乗駕牛が発情の兆候がある場合、顎乗せ行動又はこれに類するしぐさがあっても、被乗駕牛は大きくは動かずその後の乗駕を許容するか、又はその後の乗駕の最中に数歩程度前方に歩くようにして乗駕を逃れるような緩やかな行動をする。

　乗駕牛は、乗駕行動の最初の手順である顎乗せ行動やそれに類似した仕草をした後に、前駆で地面を蹴って立ち上がると同時に、被乗駕牛の尾の側から頭の側へと乗駕牛の体が前方へずれていく。従って、同じ牛に取り付けた複数の被乗駕側装置２０においては、最初に被乗駕牛の臀又は尾あたりに取り付けられた被乗駕側装置２０との交信が検出され、次に前方の被乗駕側装置２０との交信が検出されることとなる。従って、このような複数の被乗駕側装置２０における、交信をした被乗駕側装置２０の配置されている位置が、後ろから前へと移動していく場合にも、乗駕（被乗駕）回数を１とカウントしてもよい。なお乗駕が終了するときに、乗駕牛の体が被乗駕牛の後方にずれていくような動きを伴うが、これを検出することも乗駕検出として有用である。すなわち、最初に交信したのが背中に配置された被乗駕側装置２０であり、その後、尾に配置された被乗駕側装置２０と交信した場合も、乗駕（被乗駕）回数を１としてカウントしてもよい。ただし、先の平均乗駕検出時間の間に、尾、背中、尾の順に検出された場合は、乗駕回数を２とカウントしてしまわないようにする。この場合、先の平均乗駕検出時間においては、仮に３以上の被乗駕側装置２０と交信があったとしても、カウントは２，３とならないように、１がカウントされる。すなわち重複してカウントしてしまうことはしない。このようなアルゴリズムに従うときには、被乗駕側装置２０に付与するＩＤは牛ごとに異なり、さらに背中及び尾等の同じ牛における配置ごとに異なるＩＤが付与されればよい。例えば、牛Ａ、Ｂのそれぞれの尾側から頭側に向かって背中の左側、背骨上、右側の順で記載すると、ＩＤは、Ａ－１Ｌ，Ａ－２Ｌ，Ａ－３Ｌ・・・、Ａ－１Ｍ，Ａ－２Ｍ，Ａ－３Ｍ・・・、Ａ－１Ｒ，Ａ－２Ｒ，Ａ－３Ｒ・・・、牛Ｂは、Ｂ－１Ｌ，Ｂ－２Ｌ，Ｂ－３Ｌ・・・、Ｂ－１Ｍ，Ｂ－２Ｍ，Ｂ－３Ｍ・・・、Ｂ－１Ｒ，Ｂ－２Ｒ，Ｂ－３Ｒ・・・・である。

　図９において最も左の棒グラフの牛Ａを用いて説明する。牛Ａのグラフは、牛Ａの乗駕側装置１０が他の牛の被乗駕側装置２０と交信した時間から導き出した乗駕累積時間、及び他の牛に乗駕されて、当該他の牛の乗駕側装置１０と牛Ａの被乗駕側装置２０が交信した時間から導き出した被乗駕累積時間を示している。ここで、牛Ａは乗駕累積時間が第１閾値である６０秒を超えている。また、被乗駕累積時間が第４閾値である３０秒を超えている。ここで、発情しているとの判定は、乗駕累積時間が第１閾値を超える場合としてもよいし、乗駕累積時間が第１閾値を超えて、且つ被乗駕累積時間が第４閾値を超える場合としてもよい。次に、牛Ｄについてみると、牛Ｄは、乗駕累積時間が第２閾値である４０秒を超えている。この場合、牛Ｄが発情している可能性が高いと判定している。牛Ｄの場合は、被乗駕累積時間が第３閾値である１５秒を超えていないが、乗駕累積時間が第２閾値を超え、且つ、被乗駕累積時間が第３閾値を超えている場合に、発情の可能性が高いとしてもよい。次に牛Ｃについてみると、乗駕累積時間はいずれの閾値も超えていないものの、被乗駕累積時間が第３閾値である１５秒を超えている。この場合に、発情の可能性が高いと判定している。牛Ｔについてみると、乗駕累積時間・被乗駕累積時間ともに、いずれの閾値も超えていないが、乗駕累積時間が第２閾値と一致しているため、発情している可能性があると判定している。

　ここで、検出された乗駕（被乗駕）交信回数から乗駕（被乗駕）継続時間、乗駕（被乗駕）累積時間を演算して発情判定をするには、種々のアルゴリズムに基づいて演算することが可能である。いくつかのアルゴリズムを用いた演算例を以下に記載する。

　前述の通り、平均的には、１回の乗駕行動における乗駕（被乗駕）継続時間は、２秒から８秒である。従って、最も単純には、２秒から８秒の間に一回または複数の交信があった場合に、平均乗駕時間の中心値５秒をカウントするようにしてもよい。

　或いは、２秒から８秒の間で、最初の交信から最後の交信までの経過時間を乗駕（被乗駕）継続時間として計上する。この一回一回の乗駕（被乗駕）継続時間を、複数回の乗駕に対して累積したものが乗駕（被乗駕）累積時間である。すなわち乗駕累積時間が多いほど発情の確度が高く、また、被乗駕累積時間が多いほど発情の確度が高いと考えられる。

　逆に、例えば最初の交信だけで次の交信までの時間が先の平均的な継続時間２秒～８秒の範囲外である場合、又は最初の交信だけがあったが次の交信がない場合、乗駕継続時間は０（ゼロ）としてカウントしてもよい。

　また、牛の乗駕行動においては、最初に乗駕牛が被乗駕牛の臀又は尾あたりに顔を乗せる顎乗せ行動に類似の行動を取る。このとき、被乗駕牛において発情の兆候が全くない場合、乗駕されることを嫌がって逃げる行動を取ることがある。一方、被乗駕牛が発情の兆候がある場合、顎乗せ行動又はこれに類するしぐさがあっても、被乗駕牛は大きく動かずその後の乗駕を許容するか、又はその後の乗駕の最中に数歩程度前方に歩くようにして乗駕を逃れるような緩やかな行動をする。

　乗駕牛は、乗駕行動の最初の手順である顎乗せ行動に類似の仕草をした後に、前駆で地面を蹴って立ち上がると同時に、被乗駕牛の尾の側から頭の側へと乗駕牛の体が前方へずれていく。従って、同じ牛に取り付けた複数の被乗駕側装置２０においては、最初に被乗駕牛の臀又は尾あたりに取り付けられた被乗駕側装置２０との交信が検出され、次に前方の被乗駕側装置２０との交信が検出されることとなる。従って、このような複数の被乗駕側装置２０における、交信をした被乗駕側装置２０の配置されている位置が、後ろから前へと移動していく場合にも、後側の被乗駕側装置２０との交信時間（例えば８時２５分００秒）と前側の被乗駕側装置２０との交信時間（例えば８時２５分０３秒）との差分時間（３秒）を、乗駕（被乗駕）継続時間としてカウントしてもよい。

　なお、乗駕が終了するときに、乗駕牛の体が被乗駕牛の後方にずれていくような動きを伴うが、これを検出することも乗駕検出として有用である。すなわち、最初に交信した背中に配置された被乗駕側装置２０との交信時間を、例えば８時２５分００秒とする。その後、尾に配置された被乗駕側装置２０との交信時間を、例えば８時２５分０４秒とする。この場合、これらの差分時間（４秒）を、乗駕（被乗駕）継続時間としてカウントしてもよい。ただし、先の平均乗駕検出時間の間に、尾、背中、尾の順に検出された場合は、乗駕累積時間をダブルカウントしてしまわないように、最初の尾から最後の尾での交信時間の差分を乗駕継続時間とすればよい。このようなアルゴリズムに従うときには、被乗駕側装置２０に付与するＩＤは牛ごとに異なり、さらに背中及び尾等の同じ牛における配置ごとに異なるＩＤが付与されればよい。例えば、牛Ａ、Ｂのそれぞれの尾側から頭側に向かって背中の左側、背骨上、右側の順で記載すると、ＩＤは、Ａ－１Ｌ，Ａ－２Ｌ，Ａ－３Ｌ・・・、Ａ－１Ｍ，Ａ－２Ｍ，Ａ－３Ｍ・・・、Ａ－１Ｒ，Ａ－２Ｒ，Ａ－３Ｒ・・・、牛Ｂは、Ｂ－１Ｌ，Ｂ－２Ｌ，Ｂ－３Ｌ・・・、Ｂ－１Ｍ，Ｂ－２Ｍ，Ｂ－３Ｍ・・・、Ｂ－１Ｒ，Ｂ－２Ｒ，Ｂ－３Ｒ・・・・である。

　次に、図１０を用いて、牛Ａの発情行動の詳細を示すグラフを表示している例について説明する。ここでは、図７から図９の牛Ａの棒グラフをタッチすることにより図１０に示す牛Ａの詳細が表示されるようにしてもよい。この場合、操作部３６はＰＣのマウス又はタッチパネルであってもよい。

　図１０に示すように、計測開始時刻である８時から現在時刻である９時半までの間に生じた乗駕行動の活動量を縦軸に、時間を横軸に設定している。活動量は、例えば上側が上述した乗駕交信回数、下側が上述した被乗駕交信回数としてもよいし、乗駕（被乗駕）交信回数に代えて、乗駕（被乗駕）回数、乗駕（被乗駕）累積時間、又は顎乗せ（被顎乗せ）回数等でもよい。牛Ａの場合、８時台に乗駕行動が検出され、９時ごろから被乗駕行動が見られることから、顕著な発情状態を呈している。発情開始からの経過時間は、１．５ｈ程度であるから、授精適性時間帯（例えば、発情開始４時間から１２時間、さらに好適には発情開始６時間から１０時間）までの間、このようなグラフを基に経過観察を継続すればよい。

　図１１には、乗駕側装置１０のメモリに記録された乗駕側と被乗駕側との交信ログの組み合わせの詳細の例を表示している。これもユーザ側端末３０の操作部３６の操作により表示がなされるようにしてもよい。乗駕側装置１０には、このようなログにより乗駕交信記録が蓄積されていく。このように、乗駕交信ログが取れるたびに、第２方式の通信部１６を介して、乗駕側装置１０からユーザ側端末３０にログ情報が送信されればよい。なお、ログ情報のユーザ側端末３０への送信は、乗駕行動の検出（交信）があろうが無かろうが、５分或いは１０分程度に一回、送信してもよい。或いは、１回の乗駕行動、又は一定回数の乗駕行動が検出されたことをトリガとして、ログ情報を送信してもよい。この場合、第２方式の通信部１６を必要な時だけ起動させればよく、いわゆる携帯電話等でいうところの常時待ち受け状態を必要としないため、省電力化に寄与する。

　次に、図１２を用いて、対象牛Ａに対する今後のアクションを選択する画面の例を表示している例を示す。ここでは、発情が確認できてからよく行われる４つのアクションを選択肢として表示している。すなわち、（１）獣医師への緊急連絡をするか否か、（２）獣医師に乗駕行動情報を送信するか否か、（３）獣医師に人工授精指示をするか否か、（４）継続して観察するか否かである。（１）から（３）の獣医師等の連絡先は、予め登録された獣医師の電話番号もしくはメールアドレス、又は人工授精師のそれであってもよいし、牧場内で授精の権限を持つ従業員のものでもよい。また、これらの選択肢は、択一的にいずれかを選択するようにしてもよいし、複数選択できるようにしてもよい。

　なお、本明細書及び請求項において、乗駕側装置、被乗駕側装置と名付けているが、本発明の適用範囲は、家畜においては牛に限られない。また、本発明の適用範囲は、行動に於いては乗駕に限られない。乗駕側装置には、乗駕又は顎乗せをする側の装置、被乗駕側装置には、乗駕される側又は顎乗せされる側の装置が含まれる。従って、本発明の保護範囲には、先の顎乗せ行動、馬又は豚の乗駕行動の検出、及び乗駕検出情報に基づいた交配行動の検出をするものも含まれる。例えば、オス馬の首から胸前あたりに付けた乗駕側装置１０と、メス馬の背中に付けた被乗駕側装置２０とにより、自然交配の交尾行動を検出できる。豚についても同様である。

　１０　乗駕側装置
　１１　報知部
　１２　通信部（第１方式）
　１３　制御部
　１４　メモリ
　１５　電源
　１６　通信部（第２方式）
　１７、１７’　保持部
　１８　筺体
　２０　被乗駕側装置
　２１　通信部（第１方式）
　２２　メモリ
　２３　保持部
　３０　ユーザ側端末
　３１　電源
　３２　制御部
　３２’　演算部
　３３　表示部
　３４　報知部
　３５　通信部（第２方式）
　３６　操作部
　３７　メモリ

Claims (16)

1. 　一の家畜の首に取り付けられ、発信信号を発する乗駕側装置と、
   　他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた被乗駕側装置とを含み、
   　前記被乗駕側装置の通信部が、前記乗駕側装置の通信部に向かって応答信号を発する、乗駕行動検出システム。
2. 　前記乗駕側装置から発せられたエネルギーを用いて前記応答信号を発する、請求項１に記載の乗駕行動検出システム。
3. 　前記他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた複数の被乗駕側装置を含み、
   　前記複数の被乗駕側装置からの応答に基づいて乗駕行動を検出する、請求項１に記載の乗駕行動検出システム。
4. 　前記複数の被乗駕側装置は、前記被乗駕牛の背中から尾までにおける異なる位置に配置されており、前記複数の被乗駕側装置からの応答があった場合に乗駕行動があったと判定する、請求項３に記載の乗駕行動検出システム。
5. 　一の家畜の首に取り付けられ、発信信号を発する乗駕側装置と、
   　他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた被乗駕側装置とを含み、
   　前記被乗駕側装置が接着剤により家畜の体毛或いは皮膚に取り付けられる、乗駕行動検出システム。
6. 　前記発信信号は、ＮＦＣ技術標準に準拠した信号である、請求項１または５に記載の乗駕行動検出システム。
7. 　前記被乗駕側装置は、ＮＦＣ技術標準に準拠したＲＦＩＤタグである、請求項１または５に記載の乗駕行動検出システム。
8. 　前記被乗駕側装置は、電源を備えない、請求項５または７に記載の乗駕行動検出システム。
9. 　前記被乗駕側装置からの複数回の応答に基づいて乗駕行動を検出する、請求項１に記載の乗駕行動検出システム。
10. 　前記複数回に被乗駕側装置からの応答があった場合に、最初に応答があった時間と、次の応答があった時間との間の時間が所定時間内であったときに、乗駕行動があったと判定する、請求項９に記載の乗駕行動検出システム。
11. 　前記複数回の被乗駕側装置からの応答があった場合に、最初に応答があった時間と、最後の応答があった時間との間の時間が所定時間内であったときに、乗駕行動があったと判定する、請求項９に記載の乗駕行動検出システム。
12. 　乗駕行動に関する所定の閾値を備え、前記乗駕側装置と前記被乗駕側装置との間の交信に基づき算出された乗駕行動が前記所定の閾値を超えたか否かに基づいて発情の有無或いは進捗を判定する、請求項１に記載の乗駕行動検出システム。
13. 　乗駕回数に関する所定の閾値を備え、前記所定の閾値を超えたか否かに基づいて発情の有無或いは進捗を判定する、請求項１２に記載の乗駕行動検出システム。
14. 　乗駕累積時間に関する所定の閾値を備え、前記所定の閾値を超えたか否かに基づいて発情の有無或いは進捗を判定する、請求項１２に記載の乗駕行動検出システム。
15. 　乗駕交信回数に関する所定の閾値を備え、前記乗駕側装置と前記被乗駕側装置との間の交信回数が前記所定の閾値を超えたか否かに基づいて発情の有無或いは進捗を判定する、請求項１２に記載の乗駕行動検出システム。
16. 　一の家畜の首に取り付けられ、発信信号を発する乗駕側装置と、
    　他の家畜の背中から尾までのいずれかの位置に取り付けられた被乗駕側装置とを含む乗駕行動検出システムを用いた検出方法において、
    　前記前記被乗駕側装置の通信部からの応答信号を用いて前記一の家畜或いは他の家畜の少なくとも一方の状態を判定する検出方法。

Images