WO2023084877A1 - 飲水状況特定装置、飲水状況特定プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも動物の飲水行動の誤検知を抑制する飲水状況特定装置を提供する。 【解決手段】本開示の飲水状況特定装置は、動物の胃袋１０Ｓ内に配置される温度センサ２１にて計測される胃袋内温度Ｆの単位時間当りの変化量である温度変化速度ΔＶを演算する変化速度演算部５４Ａと、前記温度変化速度ΔＶが、予め設定された第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングＴ１として特定する第１タイミング特定部５４Ｂと、前記第１タイミングＴ１の後、前記胃袋内温度Ｆが予め設定された規定温度Ｆ１以上で、かつ、前記温度変化速度ΔＶの絶対値が、予め設定された第２規定変化量Ｖ２以内に収まるタイミングを第２タイミングＴ２として特定する第２タイミング特定部５４Ｃと、前記第１タイミングＴ１から前記第２タイミングＴ２までの時間に基づき、それらの間の飲水量の代用値である飲水値Ｑを演算する飲水値演算部５４Ｄと、を備える。

Description

飲水状況特定装置、飲水状況特定プログラム及び記憶媒体

　本開示は、動物の飲水状況を特定する飲水状況特定装置、飲水状況特定プログラム及び記憶媒体に関する。

　従来、この種の飲水状況特定装置として、動物に装着した位置センサと加速度センサにより動物の飲水状況を特定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－００７６１３公報（段落［００４２］）

　ところで、動物の飲水行動は、動物の健康状態と大きな関連性を有するものであり、飲水状況の把握は生産管理上極めて重要である。しかしながら、従来の飲水状況特定装置では、実際に飲水行動を行っていない動物であっても、例えば、水飲み場で飲水時と同等の動きをした場合に飲水行動を行っていると誤判断されることがあり、そのような問題の発生を抑え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態様に係る飲水状況特定装置は、動物の胃袋内に配置される温度センサにて計測される胃袋内温度の単位時間当りの変化量である温度変化速度を演算する変化速度演算部と、前記温度変化速度が、予め設定された第１規定変化量を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングとして特定する第１タイミング特定部と、前記第１タイミングの後、前記胃袋内温度が予め設定された規定温度以上で、かつ、前記温度変化速度の絶対値が、予め設定された第２規定変化量以内に収まるタイミングを第２タイミングとして特定する第２タイミング特定部と、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に基づき、それらの間の飲水量の代用値である飲水値を演算する飲水値演算部と、を備える飲水状況特定装置である。

　本開示の第２態様に係る飲水状況特定プログラムは、コンピュータを、動物の胃袋内に配置される温度センサにて計測される胃袋内温度の単位時間当りの変化量である温度変化速度を演算する変化速度演算部と、前記温度変化速度が、予め設定された第１規定変化量を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングとして特定する第１タイミング特定部と、前記第１タイミングの後、前記胃袋内温度が予め設定された規定温度以上で、かつ、前記温度変化速度の絶対値が、予め設定された第２規定変化量以内に収まるタイミングを第２タイミングとして特定する第２タイミング特定部と、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に基づき、それらの間の飲水量又はその代用値を推定する飲水値演算部と、を有する飲水状況特定装置として機能させる飲水状況特定プログラムである。

本発明の一実施形態に係る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 監視端末の制御的な構成を示すブロック図 データ記憶部に格納される飲水状況に関するデータの一例を示す図 飲水値の算出方法を示す図 データ取込処理を示すフローチャート 飲水状況特定プログラムのフローチャート 第２実施形態に係る１ケ月の総飲水値と飲水回数の変化を示すグラフを示す図 １日の飲水区間をヒストグラム化したデータを示す図 （Ａ）、（Ｂ）他の実施形態に係る飲水値の算出方法を示す図

　［第１実施形態］
　本開示の監視システム１００に係る第１実施形態について、図１～図８を参照して説明する。図１に示した本実施形態の監視システム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）内に留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ユーザ端末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。なお、監視端末５０が特許請求の範囲の「飲水状況特定装置」に相当する。

　図２に示すように、胃袋内端末２０は、温度センサ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内の胃酸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。温度センサ２１の検知部は、ケースの外部に露出していて、牛１０の胃袋１０Ｓ内の温度を計測し、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、温度センサ２１の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、例えば、圧力センサや加速度センサ等も備えて、牛１０の状態として胃袋１０Ｓ内の温度の情報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、無線回路２３、温度センサ２１等の機器に接続されて、それら機器を制御して所定の信号処理プログラムを実行する。メモリ２２Ｂには、信号処理プログラムと各胃袋内端末２０毎に設定された識別番号等が記憶されている。そして、ＣＰＵ２２Ａが、信号処理プログラムを実行することで図３のトリガ生成部２４、データ生成部２５及びデータ送信部２６等の制御ブロックとして機能する。

　なお、胃袋内端末２０は、装置制御部２２、無線回路２３及び温度センサ２１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、胃袋内端末２０が牛１０の胃袋１０Ｓ内に安定して留置されるようになっている。

　胃袋内端末２０は、具体的には、以下のように動作する。即ち、胃袋内端末２０では、信号処理プログラムが実行されると、図３に示すように、トリガ生成部２４にて、一定期間（例えば、１［分］）毎に計測トリガが生成され、それら計測トリガが生成される毎に温度センサ２１による牛１０の胃袋１０Ｓ内の温度計測が行われる。そして、温度センサ２１の計測結果からデータ生成部２５が胃袋１０Ｓ内の温度の情報である温度データＤ１を生成してデータ送信部２６に付与する。

　データ送信部２６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の識別番号と温度データＤ１とを格納して送信データＤ２を生成する。ここで、メモリ２２Ｂは、データ生成部２５が生成した温度データＤ１を一時的に蓄積するようになっており、データ送信部２６は、メモリ２２Ｂから読み出した複数の温度データＤ１を送信データＤ２に格納する（本実施形態では、例えば、１０個の温度データＤ１を格納する）。そして、トリガ生成部２４にて、所定の周期（例えば、１０［分］）毎に送信トリガが生成され、送信トリガが生成される毎に、データ送信部２６は、生成した送信データＤ２を無線回路２３を使用して無線送信する。

　複数の胃袋内端末２０からの送信データＤ２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Ｄ２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Ｄ２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、胃袋内端末２０からの送信データＤ２に含まれる温度データＤ１に基づいて、異常のある牛１０の胃袋内端末２０を判別し、ユーザ端末７０に通知する（図１参照）。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を含む制御部５０Ａと、記憶媒体６０等を有してなる。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。

　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Ｄ２の受信を行うと共に、ユーザ端末７０とデータの送受信を行う。なお、通信回路５１は、特許請求の範囲の「データ受信部」に相当する。

　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、図４に示すように、データ記憶部６１と、識別番号記憶部６２及びプログラム記憶部６３等を有する。データ記憶部６１には、胃袋内端末２０から取得した温度データＤ１に基づいて後述するデータ解析部５４が特定した各種データ等が格納される。識別番号記憶部６２には、各胃袋内端末２０の識別番号が格納されて、識別番号から各胃袋内端末２０を特定することが可能となっている。そして、プログラム記憶部６３には、後述する飲水状況特定プログラムＰＧ１等が格納されており、ＣＰＵ５２が、飲水状況特定プログラムＰＧ１を実行することにより、監視端末５０を、牛１０の飲水状況を特定する飲水状況特定装置として機能させるようになっている。

　なお、飲水状況特定プログラムＰＧ１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メモリ等に飲水状況特定プログラムＰＧ１を記憶させておいて、ＣＰＵ５２が飲水状況特定プログラムＰＧ１を読み出して実行する構成でもよいし、また、ＣＰＵ５２が汎用通信回線３００を通じてアプリケーション等のサービスを利用して飲水状況特定プログラムＰＧ１を実行する構成でもよい。

　ＣＰＵ５２は、図４に示す制御ブロックとして機能する。例えば、複数の胃袋内端末２０から送信されてくる送信データＤ２を通信回路５１を通して取り込むデータ取込部５３と、飲水状況特定プログラムＰＧ１を実行したときに機能するデータ解析部５４、異常特定部５５等を備えている。

　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Ｄ２を受信して受信時刻を付加し、胃袋内端末２０に含まれる温度データＤ１を識別番号毎に分けてバッファ５３Ａに蓄えるデータ取込処理を行う。ここで、本実施形態では、前述したように、１つの送信データＤ２に１０個の温度データＤ１が格納されており、データ取込処理では、それら温度データＤ１に含まれる胃袋内温度Ｆの平均値を算出し、その平均値をその送信データＤ２の胃袋内温度Ｆとし、受信時刻をその胃袋内温度Ｆの計測時刻ｔとして、バッファ５３Ａに蓄える。

　飲水状況特定プログラムＰＧ１は、例えば、一日に一回所定の時刻に自動的に実行されるようになっている。そして、飲水状況特定プログラムＰＧ１が実行されると、データ解析部５４が、その日一日の計測時刻ｔ毎の胃袋内温度Ｆから飲水状況に関するデータを生成して飲水状況を特定し、異常特定部５５がそれら飲水状況に関するデータから飲水状況に異常があるか否かを特定する。なお、本実施形態では、一日に一回飲水状況特定プログラムＰＧ１を実行していたが、一日に複数回実行する構成であってもよい。

　データ解析部５４は、図４に示すように、変化速度演算部５４Ａと、第１タイミング特定部５４Ｂと、第２タイミング特定部５４Ｃと、飲水値演算部５４Ｄとを有する。

　変化速度演算部５４Ａは、バッファ５３Ａから計測時刻ｔ毎の胃袋内温度Ｆを取得し、単位時間Δｔ当りの胃袋内温度Ｆの変化量を演算する。本実施形態では、単位時間Δｔを、データ取込部５３の送信データＤ２の受信間隔とし、例えば、計測時刻ｔ（ｎ）における温度変化速度ΔＶ（ｎ）は、胃袋内温度Ｆ（ｎ）から、その直前の計測時刻ｔ（ｎ－１）における胃袋内温度Ｆ（ｎ－１）を差し引いた差分で算出される。算出された各計測時刻ｔにおける温度変化速度ΔＶは、識別番号毎にデータ記憶部６１に格納される。図５には、データ記憶部６１に格納される飲水状況に関するデータの一例が示されており、識別番号毎に、各計測時刻における温度変化速度ΔＶが格納されている。

　第１タイミング特定部５４Ｂは、温度変化速度ΔＶの変化に基づいて飲水を開始した飲水開始時刻を特定する。詳細には、温度変化速度ΔＶが、予め定められた第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになる計測時刻ｔを第１タイミングＴ１と特定する。本実施形態では、牛１０が水を飲んでいない非飲水状態から飲水状態になると胃袋内温度Ｆが急激に低下することを利用し、そのタイミングを飲水開始時刻（第１タイミングＴ１）と推定する。なお、第１規定変化量Ｖ１は、プログラム記憶部６３に記憶されており、本実施形態では、第１規定変化量Ｖ１は、例えば、－０．３である。

　なお、温度変化速度ΔＶが、第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになる計測時刻ｔがない場合、丸一日飲水していないということとなるが、この場合、実際にその識別番号が飲水できない異常事態が発生している可能性、又は、温度センサ２１が故障している可能性が考えられる。どちらにしても、緊急に対処する必要があるため、後述する異常処理部５６（図４参照）によりユーザ端末７０に通知される。具体的には、その識別番号に対応する胃袋内端末２０を、識別番号記憶部６２に格納されたデータから特定し、その胃袋内端末２０と、判定時刻と、異常に関する情報とを含んだ異常判定データを生成し、その異常判定データをユーザ端末７０に送信する。

　第２タイミング特定部５４Ｃは、温度変化速度ΔＶの変化に基づいて、胃袋内温度Ｆが飲水により胃袋１０Ｓ内に水が入っていない時の胃袋内温度Ｆと乖離している期間を特定する。詳細には、第１タイミング特定部５４Ｂにより第１タイミングＴ１と特定された計測時刻ｔ（Ｔ１）以降において、胃袋内温度Ｆが予め定められた第１規定温度Ｆ１以上となり、かつ、そのときの温度変化速度ΔＶの絶対値が予め定められた第２規定変化量Ｖ２以内となる計測時刻ｔを第２タイミングＴ２と特定し、第１タイミングＴ１から第２タイミングＴ２までの区間を飲水区間と特定する。本実施形態では、牛１０が飲水状態から非飲水状態になると胃袋内温度Ｆが戻って緩やかに上昇していくことを利用し、その上昇が飽和したときを飲水区間終了時刻（第２タイミングＴ２）と推定する。なお、本実施形態では、第１規定温度Ｆ１及び第２規定変化量Ｖ２は、プログラム記憶部６３に記憶されていて、本実施形態では、例えば、第１規定温度Ｆ１は、３８．０［度］、第２規定変化量Ｖ２は、例えば、０．１である。

　また、第２タイミング特定部５４Ｃは、図５に示すように、飲水区間を１と、非飲水区間を０とする飲水フラグを設定して、データ記憶部６１に格納する。

　飲水値演算部５４Ｄは、各飲水区間の飲水量を特定する。本実施形態では、飲水により低下した胃袋内温度Ｆの変化量の絶対値が、飲水量に比例することを利用し、各飲水区間の第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）から、その飲水区間の各計測時刻ｔにおける胃袋内温度Ｆを差し引いた差分の総和を飲水値Ｑとして算出し、飲水量の代用値としている。つまり、図６に示すように、第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）を基準としてその飲水区間における各計測時刻ｔの胃袋内温度Ｆの分布を長方形の面積で表したヒストグラムの面積の総和により飲水値Ｑを算出する。そして、飲水値Ｑは識別番号毎にデータ記憶部６１に記憶される（図５参照）。ここで、第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）が、特許請求の範囲の「基準温度」に相当する。

　なお、本実施形態では、各飲水区間の第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）を基準温度として、その飲水区間の各計測時刻ｔにおける胃袋内温度Ｆを差し引いているが、基準温度は、例えば、各飲水区間の第１タイミングＴ１の胃袋内温度Ｆ（Ｔ１）でもよいし、第１タイミングＴ１の胃袋内温度Ｆ（Ｔ１）と第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）との平均値でもよい。

　異常特定部５５は、データ解析部５４が生成した飲水状況に関するデータに基づいて異常を特定する。異常特定部５５は、牛群全体の飲水状況に異常があるかを判定する全体異常判定手段５５Ａと、牛群全体と比較してその中から飲水状況に異常がある個体を抽出する異常個体抽出手段５５Ｂとを備える。

　全体異常判定手段５５Ａは、例えば、牛舎毎に、その牛舎の全ての識別番号の一日の総飲水値Ｑｔの平均値を全体平均値Ｑａ１として演算すると共に、その全体平均値Ｑａ１と、予め定められた全体基準値Ｑｓとの差分を演算する。その差分が、予め定められた全体基準差分値ΔＱ１より小さい場合にはその牛舎の牛群全体としては、飲水状況に異常がないと判定する一方、全体基準差分値ΔＱ１より大きい場合には、その牛舎の牛群全体として飲水状況に異常ありと判定する。

　なお、本実施形態では、牛舎毎に、その牛舎の全識別番号の総飲水値Ｑｔの平均値（全体平均値Ｑａ１）と全体基準値Ｑｓとの差分により異常を判定する構成であるが、その牛舎の全識別番号の総飲水値Ｑｔの中央値と全体基準値Ｑｓとの差分により異常を判定する構成であってもよい。また、全体基準値Ｑｓは、牛舎毎に定められていてもよい。また、全体基準値Ｑｓは、本実施形態では予め定められていたが、全ての牛舎の全識別番号の総飲水値Ｑｔの平均値や中央値であってもよい。

　異常個体抽出手段５５Ｂは、例えば、全体異常判定手段５５Ａが演算した全体平均値Ｑａ１と、各識別番号の一日の総飲水値Ｑｔとの差分を、予め定められた個別基準差分値ΔＱ２と比較し、差分が個別基準差分値ΔＱ２より小さい識別番号は異常なしと判定する一方、個別基準差分値ΔＱ２より大きい識別番号は異常ありと判定する。

　なお、本実施形態では、その牛舎の全識別番号の総飲水値Ｑｔの平均値（全体平均値Ｑａ１）との差分により異常を判定する構成であるが、全ての牛舎の全識別番号の総飲水値Ｑｔの平均値との差分から異常の有無を判定してもよい。

　そして、異常特定部５５が異常と判定した場合には、異常処理部５６により、ユーザ端末７０に通知する。具体的には、異常と判定された識別番号に対応する胃袋内端末２０を識別番号記憶部６２から特定し、その胃袋内端末２０と、判定時刻と、異常に関する情報とを含んだ異常判定データを生成し、その異常判定データを、ユーザ端末７０に送信する。なお、異常と判定された場合だけではなく、異常がない場合であっても図５に示すデータ等をユーザ端末７０に通知するようにしてもよい。

　なお、識別番号記憶部６２に、胃袋内端末２０毎にそれら胃袋内端末２０が留置されている各牛１０の家畜特定情報(例えば、牛１０の牛舎番号や外観写真等）を格納しておき、異常処理部５６が、異常判定データと共に家畜特定情報をユーザ端末７０に通知するようにしてもよい。

　ユーザ端末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。ユーザ端末７０は、前述したように、監視端末５０から異常判定データ等の通知を受信する。また、ユーザ端末７０から監視端末５０にアクセスして、監視端末５０上で、各牛１０の飲水状況等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。

　以下、制御部５０ＡのＣＰＵ５２が実行するデータ取込部５３によるデータ取込処理と、飲水状況特定プログラムＰＧ１の一例を図７及び図８に示す。

　データ取込処理は、図７に示すように、複数の胃袋内端末２０から送信データＤ２を受信する度に実行される（Ｓ１１でＹＥＳ）。そして、受信した送信データＤ２から識別番号と温度データＤ１を取得し（Ｓ１２）、送信データＤ２の受信時刻を計測時刻ｔとして付加する（Ｓ１３）。そして、温度データＤ１に含まれる胃袋内温度の平均値を算出し、その平均値を胃袋内温度Ｆとして計測時刻ｔと共にバッファ５３Ａに蓄える（Ｓ１４）。

　飲水状況特定プログラムＰＧ１は、一日に一回所定の時刻に自動的に開始され、図８に示すように、ステップＳ２１により、バッファ５３Ａから識別番号毎にその日一日の各計測時刻ｔ（ｎ）と胃袋内温度Ｆ（ｎ）を取得する。そして、単位時間Δｔ当りの胃袋内温度Ｆの変化量として、計測時刻ｔ（ｎ）における温度変化速度ΔＶ（ｎ）を、Ｆ（ｎ－１）－Ｆ（ｎ）により算出する（Ｓ２２）。

　次に、第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになる温度変化速度ΔＶ（ｎ）があるか否かを判定する（Ｓ２３）。第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになる温度変化速度ΔＶ（ｎ）があった場合には（Ｓ２３でＹＥＳ）、その時の計測時刻ｔ（ｎ）を第１タイミングＴ１とし、飲水開始時刻と特定する（Ｓ２４）。ここで、第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになる温度変化速度ΔＶ（ｎ）がない場合（Ｓ２３でＮＯ）、前述したように、温度センサ２１の故障、又は、飲水できない異常事態が発生したため、ステップＳ２８により異常通知処理が実行され、ユーザ端末７０に異常の通知がされる。なお、ステップＳ２１，Ｓ２２を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した変化速度演算部５４Ａに相当し、ステップＳ２３，Ｓ２４を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した第１タイミング特定部５４Ｂに相当する。

　そして、第１タイミングＴ１と特定された計測時刻ｔ（Ｔ１）以降において、胃袋内温度Ｆ（ｎ）が予め定められた第１規定温度Ｆ１以上となり、かつ、そのときの温度変化速度ΔＶ（ｎ）の絶対値が第２規定変化量Ｖ２以内となる計測時刻ｔ（ｎ）を第２タイミングＴ２とし、飲水区間終了時刻と特定する（Ｓ２５）。ここで、ステップＳ２１，Ｓ２５を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した第２タイミング特定部５４Ｃに相当する。

　次に、ステップＳ２６を実行して飲水量の代用値である飲水値Ｑを演算する。詳細には、飲水フラグが１である飲水区間において、第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）から、その飲水区間の各計測時刻ｔにおける胃袋内温度Ｆを差し引いた差分の総和を飲水値Ｑとして算出する。ここで、ステップＳ２１，Ｓ２６を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した飲水値演算部５４Ｄに相当する。

　次に、特定した第１タイミングＴ１、第２タイミングＴ２及び飲水値Ｑ等の飲水状況に関するデータに基づいて異常の特定を行う異常特定処理が実行される（Ｓ２７）。そして、異常特定処理に基づいた異常に関する情報を、胃袋内端末２０と、判定時刻と共に異常判定データとして生成し、ユーザ端末７０に通知する異常通知処理が実行される（Ｓ２８）。ここで、ステップＳ２７を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した異常特定部５５に相当し、ステップＳ２８を実行しているときのＣＰＵ５２が前述した異常処理部５６に相当する。

　本実施形態の監視システム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温度Ｆの情報が監視端末５０に無線送信される。本実施形態では、牛１０が飲水行動を行って胃袋１０Ｓ内に水が入ったときに胃袋内温度Ｆが下がることを利用し、監視端末５０は、その胃袋内温度Ｆの変化に基づいて、胃袋１０Ｓ内に水が入ったときに飲水行動を行ったことを特定できる。これにより、牛１０の動きによって飲水行動を特定する従来の構成と比較して、実際には飲水行動を行っていないのに飲水行動を行っていると誤判断するという問題の発生を抑えることができる。

　また、本実施形態の監視端末５０では、飲水直後は胃袋内温度Ｆが急激に低下することを利用し、胃袋内温度Ｆの単位時間当りの変化量である温度変化速度ΔＶが、予め設定された第１規定変化量Ｖ１を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングＴ１として飲水開始時刻を特定することができる。これにより飲水頻度や飲水間隔を特定することもできる。

　さらに、本実施形態では、飲水を終了すると胃袋内温度Ｆが戻って緩やかに上昇し、やがてその上昇が飽和することを利用し、第１タイミングＴ１の後、胃袋内温度Ｆが予め設定された第１規定温度Ｆ１以上で、かつ、温度変化速度ΔＶの絶対値が、予め設定された第２規定変化量Ｖ２以内に収まるタイミングを第２タイミングＴ２として飲水区間終了時刻を特定することができる。これにより飲水時間帯（飲水区間）を特定することができる。

　しかも、本実施形態では、飲水量が、飲水により低下した胃袋内温度Ｆの変化量の絶対値に比例することを利用し、各飲水区間における飲水量を、第２タイミングＴ２における胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）と、その飲水区間における各計測時間ｔの胃袋内温度Ｆとの差分の絶対値の総和により飲水値Ｑとして代用して算出することができる。これら飲水状況に関するデータにより、日々の飲水状況の変化を把握することができる。

　また、本実施形態では、複数の胃袋内端末２０で計測した胃袋内温度Ｆの情報を監視端末５０に収集して飲水状況に関するデータを生成するので、複数の牛舎や牧場で飼育されている複数の牛１０に対しても一括して監視することが可能となる。このとき、監視端末５０は、複数の胃袋内端末２０から胃袋内温度Ｆの情報を識別番号毎に取得するので、複数頭の牛１０を識別して監視することが可能となる。そして、本実施形態では、監視端末５０の異常特定部５５が、飲水状況に関するデータが異常である識別番号の胃袋内端末２０を特定するので、畜主等の負担が軽減される。

　また、本実施形態の異常特定部５５では、全体異常判定手段５５Ａを備えて、牛舎毎に全識別番号の総飲水値Ｑｔの平均値（全体平均値Ｑａ１）と、全体基準値Ｑｓとの差分が、全体基準差分値ΔＱ１を超えるか否かにより、その牛舎の牛群全体の飲水状況の異常の有無を判定する。ここで、その差分が全体基準差分値ΔＱ１を超えた場合には、その牛舎の牛群全体の総飲水量が低下又は過剰となっているので、例えば、牛舎の水飲み場の設備の故障や、衛生上の問題により牛群全体が飲水できないという異常、又は、その牛舎の牛群全体が感染症等により体調不良を起こして飲水できない、又は過剰に飲水したという異常等を特定することができる。これにより、水飲み場の増設や牛舎内の衛生環境の改善、又は感染症に対する治療等を行うことにより牛舎の牛群全体の飲水状況を改善することができる。

　また、本実施形態の異常特定部５５は、異常個体抽出手段５５Ｂを備えて、前述の全体平均値Ｑａ１と、各識別番号の総飲水値Ｑｔとの差分が、個別基準差分値ΔＱ２を超えるか否かにより、その識別番号の飲水状況の異常の有無を判定する。ここで、差分が個別基準差分値ΔＱ２を超えた場合には、その識別番号の総飲水量が低下又は過剰となっているので、例えば、牛１０同士の序列争いや、怪我や病気等により起立困難となって飲水できないという異常、又は、体調不良等により飲水できない、又は過剰に飲水したという異常等を特定することができる。これにより、その識別番号を有する牛１０を特定して、牛舎を変更したり、治療を行ったり等して特定された牛１０の飲水状況を改善することができる。

　［第２実施形態］
　本実施形態では、異常特定部５５が、識別番号毎の日々の飲水状況の変化を把握する個別判定部５７を有するところが前記第１実施形態と異なる。以下、本実施形態の監視端末５０Ｖについて第１実施形態の監視端末５０と異なる構成に関してのみ説明する。

　個別判定部５７は、一週間分、１ケ月分等所定期間分の各識別番号の日々の飲水状況の変化を監視する。具体的には、例えば、データ記憶部６１から識別番号毎の１ケ月分の飲水状況に関するデータを取得して、図９に示すような総飲水値Ｑｔ及び飲水回数Ｎの変化を示すグラフを生成する。これにより、識別番号毎に、標準的な生活スタイルを把握でき、個別に体調の変化を監視することができる。本実施形態では、１ケ月の総飲水値Ｑｔ及び飲水回数Ｎのそれぞれについて平均値μを求め、その求めた平均値μから標準偏差σを取得して、μ±σを超えない場合にその識別番号の飲水状況に異常がないと判定する一方、μ±σを超える場合には、異常ありと判定する。この場合の異常は、牛１０同士の序列争いや、怪我や病気等により起立困難となって水が飲めていないという異常、又は、体調不良等により水を飲みすぎているという異常等が挙げられる。

　また、図１０に示すように、識別番号毎に１ケ月分の１日の各飲水区間をヒストグラム化したデータを生成すれば、識別番号毎にどの時間帯に飲水する傾向があるかを把握することもできる。これにより、長時間飲水していない識別番号を検出することができる。さらに、多数の識別番号が飲水を行う時間帯が重なる牛舎には充分な水の供給ができているかの指標、また、給水の観点から牛舎の頭数管理の指標として活用でき、水飲み場を増設する等飲水状況の改善を行うことができる。

　なお、個別判定部５７は、異常個体抽出手段５５Ｂにより異常があると特定された識別番号に対してのみ処理が実行される構成であってもよいし、飲水状況特定プログラムＰＧ１が実行されると必ず全体異常判定手段５５Ａ及び異常個体抽出手段５５Ｂと共に個別判定部５７の処理も実行される構成であってもよい。また、全体異常判定手段５５Ａ及び異常個体抽出手段５５Ｂを備えず、個別判定部５７のみを備える構成であってもよい。

　［第３実施形態］
　本実施形態では、飲水値演算部５４Ｄの代わりに、飲水値選定部５８を備えるところが前記実施形態と異なる。具体的には、プログラム記憶部６３に、予め、飲水時間と飲水量との対応関係を実測して求めたデータテーブルが記憶されている。そして、飲水値選定部５８は、データ記憶部６１から各飲水区間における飲水時間に対応する飲水量をデータテーブルから取得し、その飲水区間における飲水量を特定する。

　［他の実施形態］
（１）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。

（２）データ解析部５４は、第２タイミング特定部５４Ｃを備えていなくてもよい。この構成によっても、飲水開始時刻を特定できるので、飲水間隔や飲水頻度（飲水回数）、どの時間帯に飲水するか等の飲水状況を特定することができる。

（３）前記実施形態では、単位時間Δｔ当りの胃袋内温度Ｆの変化量である温度変化速度ΔＶを演算して、その温度変化速度ΔＶにより飲水行動の有無を特定していたが、胃袋内温度Ｆが予め定められた温度を下回ったか否かによって飲水行動の有無を特定することもできる。

（４）前記実施形態では、全体異常判定手段５５Ａ及び異常個体抽出手段５５Ｂは、飲水値Ｑｔを比較することにより、異常の有無を判定していたが、一日の飲水回数Ｎ（飲水頻度）を算出し、飲水回数Ｎを比較することにより、異常の有無を判定してもよい。

（５）前記実施形態では、データ送信部２６は、一定期間毎に温度センサ２１により計測された計測結果を複数纏めて所定の周期で送信する構成であったが、温度センサ２１が計測する度に、１つずつ送信する構成であってもよい。

（６）前記実施形態では、データ取込部５３は、送信データＤ２にその受信時刻を付加し、受信時刻をその胃袋内温度Ｆの計測時刻ｔとしてバッファ５３Ａに蓄えていたが、送信データＤ２に各温度データＤ１の実際の計測時刻も格納される構成とし、実際の計測時刻を計測時刻ｔとして、バッファ５３Ａに蓄えてもよい。

（７）前記実施形態では、飲水値演算部５４Ｄは、飲水量の代用として、第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）を基準として各飲水区間における各計測時刻ｔの胃袋内温度Ｆの分布を長方形の面積で表したヒストグラムの面積の総和により飲水値Ｑを算出する構成であったが、図１１（Ａ）に示すように、各計測時刻ｔにおける胃袋内温度Ｆの分布を結んだ度数折れ線と第２タイミングＴ２の胃袋内温度Ｆ（Ｔ２）とで囲まれる面積により飲水値Ｑを算出してもよいし、図１１（Ｂ）に示すように、各計測時刻ｔと次の計測時刻ｔまでの中央値で各胃袋内温度Ｆの分布をとった度数折れ線により飲水値Ｑを算出してもよい。

（８）牛１０が乳牛の場合には、飲水量や採食量が搾乳量に反映されるので、プログラム記憶部６３に、予め、飲水値Ｑと搾乳量の対応関係を実測して求めたデータテーブルを格納しておき、飲水値Ｑから搾乳量を推定できる構成であってもよい。また、飲水値Ｑと採食量の対応関係を実測して求めたデータテーブルを格納しておき、飲水値Ｑから採食量を推定できる構成であってもよい。

（９）前記実施形態では、第１タイミング特定部５４Ｂ及び第２タイミング特定部５４Ｃにおける第１規定変化量Ｖ１、第１規定温度Ｆ１及び第２規定変化量Ｖ２は予め定められていたが、学習機能により設定してもよい。この学習機能とは、任意の期間における過去に収集された複数の牛１０の胃袋内温度Ｆの情報から設定する機能である。この任意の期間とは、例えば、直近の１週間分のデータであり、本実施形態では、１週間分のデータから胃袋内温度Ｆが急激に下がって徐々に戻る区間を取り出して飲水区間と推定し、その区間の下がり始めの値が最大になるときの温度変化速度ΔＶの平均値又は中央値を第１規定変化量Ｖ１と設定し、その区間の最後の胃袋内温度Ｆの平均値又は中央値及び、温度変化速度ΔＶの絶対値の平均値又は中央値を第１規定温度Ｆ１及び第２規定変化量Ｖ２と設定する。このとき、常に直近の１週間分の胃袋内温度Ｆを用いて更新していくことで、牛１０の生活スタイルや季節の変化に対応することができ、判定の精度を向上させることができる。また、直近の１週間分の胃袋内温度Ｆではなく、例えば、１週間前の、或いは、１ケ月前の、或いは１年前の温度及び湿度のデータを用いて第１規定変化量Ｖ１、第１規定温度Ｆ１及び第２規定変化量Ｖ２を設定してもよい。また、識別番号毎に第１規定変化量Ｖ１、第１規定温度Ｆ１及び第２規定変化量Ｖ２を設定してもよい。

（１０）前記実施形態では、データ解析部５４と異常特定部５５とが、１つの監視端末５０に備えられていたが、別々の端末に備えられていてもよい。

（１１）前記実施形態では、胃袋内端末２０から無線送信された送信データＤ２を監視端末５０が受信し、監視端末５０が備えるＣＰＵ５２が飲水状況特定プログラムＰＧ１を実行することで、牛１０の飲水状況を特定する「飲水状況特定装置」として機能する構成であったが、ＣＰＵ５２を胃袋内端末２０に備える構成であってもよい。

　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
　２１　　温度センサ
　５０　　監視端末（コンピュータ、飲水状況特定装置）
　５１　　通信回路（データ受信部）
　５４Ａ　変化速度演算部
　５４Ｂ　第１タイミング特定部
　５４Ｃ　第２タイミング特定部
　５４Ｄ　飲水値演算部
　５５　　異常特定部
　６０　　記憶媒体
　Ｆ　　　胃袋内温度
　Ｆ（Ｔ２）　基準温度
　Ｆ１　　第１規定温度（規定温度）
　ＰＧ１　飲水状況特定プログラム
　Ｑ　　　飲水値
　Ｔ１　　第１タイミング
　Ｔ２　　第２タイミング
　Ｖ１　　第１規定変化量
　Ｖ２　　第２規定変化量
　ΔＶ　　温度変化速度

Claims (9)

1. 　動物の胃袋内に配置される温度センサにて計測される胃袋内温度の単位時間当りの変化量である温度変化速度を演算する変化速度演算部と、
   　前記温度変化速度が、予め設定された第１規定変化量を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングとして特定する第１タイミング特定部と、
   　前記第１タイミングの後、前記胃袋内温度が予め設定された規定温度以上で、かつ、前記温度変化速度の絶対値が、予め設定された第２規定変化量以内に収まるタイミングを第２タイミングとして特定する第２タイミング特定部と、
   　前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に基づき、それらの間の飲水量の代用値である飲水値を演算する飲水値演算部と、を備える飲水状況特定装置。
2. 　前記飲水値演算部は、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの間に含まれる前記単位時間毎の複数の胃袋内温度と基準温度との差分の絶対値の総和に基づいて前記飲水値を演算する請求項１に記載の飲水状況特定装置。
3. 　複数の前記動物の前記胃袋内に配置されかつ前記温度センサを有する複数の胃袋内端末から無線を介して前記胃袋内温度の情報と前記胃袋内端末の識別番号とを取得するデータ受信部を備え、前記飲水値演算部は、前記識別番号毎に前記飲水値を演算する請求項１又は２に記載の飲水状況特定装置。
4. 　複数の前記識別番号の全体に比べて前記飲水量又は前記代用値が異常な前記識別番号を特定する異常特定部を備える請求項３に記載の飲水状況特定装置。
5. 　コンピュータを、
   　動物の胃袋内に配置される温度センサにて計測される胃袋内温度の単位時間当りの変化量である温度変化速度を演算する変化速度演算部と、
   　前記温度変化速度が、予め設定された第１規定変化量を超えてマイナスになるタイミングを第１タイミングとして特定する第１タイミング特定部と、
   　前記第１タイミングの後、前記胃袋内温度が予め設定された規定温度以上で、かつ、前記温度変化速度の絶対値が、予め設定された第２規定変化量以内に収まるタイミングを第２タイミングとして特定する第２タイミング特定部と、
   　前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に基づき、それらの間の飲水量又はその代用値を推定する飲水値演算部と、を有する飲水状況特定装置として機能させる飲水状況特定プログラム。
6. 　前記飲水値演算部が、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの間に含まれる前記単位時間毎の複数の胃袋内温度と基準温度との差分の絶対値の総和に基づいて前記飲水値を演算する請求項５に記載の飲水状況特定プログラム。
7. 　複数の前記動物の前記胃袋内に配置されかつ前記温度センサを有する複数の胃袋内端末から無線を介して前記胃袋内温度の情報と前記胃袋内端末の識別番号とを取得するデータ受信部を備える動物外端末に備えられるコンピュータに実行される請求項５又は６に記載の飲水状況特定プログラム。
8. 　前記コンピュータを、
   　複数の前記識別番号の全体に比べて前記飲水量又は前記代用値が異常な前記識別番号を特定する異常特定部を有する前記飲水状況特定装置として機能させる請求項７に記載の飲水状況特定プログラム。
9. 　請求項５から８の何れか１の請求項に記載の飲水状況特定プログラムを記憶している記憶媒体。

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