JP2010227161A - 分娩通知システム - Google Patents

Abstract

【課題】畜産農家の分娩立会いの負担を軽減すること。
【解決手段】繁殖牛それぞれに装着する子機１と、子機１からの情報に基づいて分娩間近の牛がいることを飼育者へ通知する親機２と、を含んだ分娩通知システムＳであって、子機１は、き甲部直後の背骨の真上で前脚直後の胴回りを回したベルトにより牛に取り付けられ、牛の向いている方向を検知する方位センサと、その検知結果を親機２に送信する送信部と、を具備し、親機２は、子機１からの送信データを受信する受信部と、受信部の受信したデータに基づいて、当該牛が所定時間ないし頻度以上回転歩行運動をおこなっているか否かを判定する直前行動判定手段と、判定結果に基づいて分娩間近である旨を飼育者へ通知する通知手段と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、分娩通知システムに関し、特に、分娩間近の牛の特徴行動に基づいて飼育者へ牛が分娩間近であることを通知するシステムに関する。

畜産農家（飼育者）は繁殖牛をときに１００頭以上飼育する。繁殖牛は、１頭が１００万円を超える場合もあり、万一母牛が死んでしまうと大変な損失を被る。また、分娩時の事故を予防したり何らかのときに獣医を呼び寄せたりするため、ほとんどの場合農家は分娩に立ち会う。

分娩時間は昼夜を問わないため、畜産農家にとって分娩立会いは、重労働である。このため、計画的に種付けをおこなって分娩が集中しないようにするが、分娩時刻まで決められるわけでなく労務負担の軽減には一定の限界があった。また、初産から三産程度の出産経験の浅い牛は出産日数のぶれがあり、かつ、分娩事故も生じやすいため、農家は泊まり込むなどして特に注意を払い過大な労務負担が発生するという現実があった。特に、飼育頭数が多い場合には著しい労務負担がかかるという問題点があった。

特開２００７−２９６０４２ 特開２００３−７０８１５

すなわち、解決しようとする問題点は、畜産農家の分娩立会いの負担である。

請求項１に記載の分娩通知システムは、繁殖牛それぞれに装着する子機と、子機からの情報に基づいて分娩間近の牛がいることを飼育者へ通知する親機と、を含んだ分娩通知システムであって、子機は、き甲部直後の背骨の真上で前脚直後の胴回りを回したベルト体により牛に取り付けられ、牛の向いている方向を検知する方位センサと、方位センサの検知結果を親機に送信する送信部と、を具備し、親機は、子機からの送信データを受信する受信部と、受信部の受信したデータに基づいて、当該牛が所定時間以上または所定頻度以上回転歩行運動をおこなっているか否かを判定する直前行動判定手段と、直前行動判定手段により回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっていると判定された場合に、分娩間近である旨を飼育者へ通知する通知手段と、を具備したことを最も主要な特徴とする。

すなわち、請求項１に係る発明は、牛の回転歩行運動（一定範囲内を一定の向き（右回りまたは左回り）にぐるぐる歩き回る行動。旋回歩行行動と表現してもよい）を精度高く検知して、分娩間近となったことを飼育者へ通知する。この回転歩行運動は、分娩数時間前から見られ、センサを用いることにより通常の歩き回りと区別して観測でき、飼育者が何時間もまえから待機しなくて済むようになる。なお、分娩予定の牛は予め分かっているので、適宜、分娩用の檻に収容しておく。このとき、回転歩行運動を検知しやすくするために、檻の大きさは一辺３．５ｍ〜６ｍの四角形又は直径４ｍ〜８ｍの円形とする例を挙げることができる。狭すぎると牛が動きにくくなる結果回転歩行が把握しづらく、広すぎると旋回に時間がかかり通常の歩行と区別しにくくなる。なお、き甲部直後は、牛が寝そべっても地面に着かないので、子機の損傷を防止するとともに他の部位に装着する場合に比して検出精度を向上させることが可能となる。

また、請求項２に記載の分娩通知システムは、繁殖牛それぞれに装着する子機と、子機からの情報に基づいて分娩間近の牛がいることを飼育者へ通知する親機と、を含んだ分娩通知システムであって、子機は、き甲部直後の背骨の真上で前脚直後の胴回りを回したベルト体により牛に取り付けられ、牛の向いている方向を検知する方位センサと、方位センサの検知結果に基づいて、当該牛が回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっているか否かを判定する直前行動判定手段と、直前行動判定手段により回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっていると判定された場合に、分娩間近である旨を親機へ送信する送信部と、を具備し、親機は、子機からの送信内容を受信する受信部と、受信部の受信した内容に基づいて、分娩間近である旨を飼育者へ通知する通知手段と、を具備したことを最も主要な特徴とする。

すなわち、請求項２に係る発明は、牛の回転歩行運動（一定範囲内を一定の向き（右回りまたは左回り）にぐるぐる歩き回る行動。旋回歩行行動と表現してもよい）を精度高く検知して、分娩間近となったことを飼育者へ通知する。この回転歩行運動は、分娩数時間前から見られ、センサを用いることにより通常の歩き回りと区別して観測でき、飼育者が何時間もまえから待機しなくて済むようになる。なお、分娩予定の牛は予め分かっているので、適宜、分娩用の檻に収容しておく。このとき、回転歩行運動を検知しやすくするために、檻の大きさは一辺３．５ｍ〜６ｍの四角形又は直径４ｍ〜８ｍの円形とする例を挙げることができる。狭すぎると牛が動きにくくなる結果回転歩行が把握しづらく、広すぎると旋回に時間がかかり通常の歩行と区別しにくくなる。なお、き甲部直後は、牛が寝そべっても地面に着かないので、子機の損傷を防止するとともに他の部位に装着する場合に比して検出精度を向上させることが可能となる。

また、請求項３に記載の分娩通知システムは、請求項１または２に記載の分娩通知システムにおいて、子機に、発光手段と、分娩間近である場合に当該発光手段を点滅ないし点灯する制御手段と、設けたことを主要な特徴とする。

すなわち、請求項３に係る発明は、飼育者が現場にたまたま居合わせたり、他の作業者が気づくことができ、通知の確実性が向上する。

また、請求項４に記載の分娩通知システムは、請求項１，２または３に記載の分娩通知システムにおいて、子機に、所定時間毎にデータをまとめて親機に送信し、送信時以外は親機との通信を切断するスリープ手段を設けたことを主要な特徴とする。

すなわち、請求項４に係る発明は、常時接続をせずに電力消費を抑えることができるため、装着時間を長くすることができる。反対に発信出力を大きくすることができ、遠方への無線通信を実現し、大規模農場でも導入可能なシステムを提供することができる。

また、請求項５に記載の分娩通知システムは、請求項１〜４のいずれか一つに記載の分娩通知システムにおいて、出産の近い牛を個別に檻にいれて、当該檻の中の様子を撮影する撮影手段を設け、前記通知手段は、分娩間近である旨を通知するとともに、撮影手段により撮影された檻の中の様子を飼育者へ送信すること主要な特徴とする。

すなわち、請求項５に係る発明は、飼育者が具体的に分娩間近の牛の様子を確認し、必要に応じて、獣医を呼び寄せるなどすることができる。

本発明によれば、畜産農家の分娩立会いの負担を軽減することが可能となる。より具体的には、本発明（請求項１、請求項２）によれば、牛の回転歩行運動を精度高く検知して、分娩間近となったことを飼育者へ通知する。また、本発明（請求項３）によれば、飼育者が現場にたまたま居合わせたり、他の作業者が気づくことができ、通知の確実性が向上する。また、本発明（請求項４）によれば、大規模農場でも導入可能なシステムを提供することが可能となる。また、本発明（請求項５）によれば、飼育者が具体的に分娩間近の牛の様子を確認し、必要に応じて、獣医を呼び寄せるなどすることができる。

図１は分娩通知システムの概念図である。 図２は子機の取付けの様子を示した説明図である。 図３は子機と親機のハードウェアの一例を示したブロック図である。 図４は、檻の中で分娩間近の牛が回転歩行運動をする様子を示した図である。 図５は、き甲部直後の背骨の真上にセンサ装置を取り付けた際の方位センサの出力値を示した図である。また、首にセンサ装置を取り付けた場合の出力値もあわせて示している。 図６は、分娩間近の牛について、方位センサのデータに基づき回転歩行運動を何回檻の中でおこなったかを１時間毎に累計した結果を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、分娩およそ数時間前から牛が檻内でぐるぐる歩き回る（右回りであれば右回りをしばらく続け、左回りであれば左回りをしばらく続ける）行動（本発明ではこれを回転歩行運動と称する）を、方位センサを用いることにより初めて検出したことに基づいてなされた発明である。

図１は、本実施の形態の分娩通知システムの概念図である。図２は、子機の取付けの様子を示した説明図である。図３は、子機と親機のハードウェアの一例を示したブロック図である。図４は、回転歩行運動の概念を示した平面図である。

分娩検知システムＳは、子機１と、親機２と、ビデオカメラ３と、携帯電話４と、を含んだシステムである。これらを子機１と親機２を中心に順に説明する。

子機１は、分娩が近づき一頭ずつ牛舎内の分娩檻にいれられた牛に取り付けられるものであって、センサ装置１０１と、センサ装置１０１を牛のき甲部直後に取り付けるベルト１０２と、センサ装置１０１の取付け用の台座１０３と、からなる（図２）。なお、子機１は、原則として分娩間近の牛（一頭とは限らない）に取り付けられるが、着脱の手間を省くため、繁殖牛の総てに常時装着するようにしても良い。

分娩檻への収容は、出産経験が少ない牛である場合は、たとえば一週間前から収容し、環境に慣れさせストレスを軽減させるとともに、早産にも対応できるようにする。出産経験がある程度ある牛については、過去の分娩予定日と実際の分娩日のずれを考慮しながら、たとえば、２日前や１日前に収容するようにする。

センサ装置１０１は、方位センサ１１１と、加速度センサ１１２と、メモリ１１３と、制御部１１４と、通信部１１５と、発光部１１６と、を有する（図３）。筐体の大きさは、９ｃｍ×１３ｃｍ×３ｃｍの扁平な箱形であり、下面は台座１０３になじむように曲率が付けてある。また、筐体全体に防水処理が施してあり装置の信頼性を向上させている。センサ装置１０１は、単三電池４本で駆動され親機２と必要な通信をおこなう。次に各部を説明する。

方位センサ１１１は、地磁気をもとに牛がどの方向を向いているかを検知し、これにより牛の回転歩行運動、すなわち、檻内を一定方向にぐるぐる回ったかを判断する。検出例は後述するが、分娩間近になると、数時間にわたり連続してぐるぐる回る運動がセンサにより確認できる。ただし、首などに装着した例ではノイズが多く、回転歩行運動をおこなったかを判別できない。本発明は、いわば、適所にセンサを配置した場合に分娩前の特徴的な回転歩行運動を検出できたことがその技術的思想といえる。方位センサ１１１からの出力データは空間中のセンサの傾きであるため３つあり、データ容量を小さくするため、検出間隔は２秒おき、データ長さはそれぞれ８ビットとしている。

加速度センサ１１２は、牛の振動をモニタする。これは３次元空間における振動を把握でき、方位センサ１１１に対して補助的に用い、回転歩行運動であるか単なる歩き回りであるかの区別をおこなう。加速度センサ１１２からの出力データは空間中の振動であるため３つあり、データ容量を小さくするため、検出間隔は２秒おき、データ長さはそれぞれ８ビットとしている。

方位センサ１１１と加速度センサ１１２により取得されたデータはメモリ１１３に順次格納される。

制御部１１４は、方位センサ１１１と加速度センサ１１２のデータをメモリ１１３へ格納する制御をおこない、所定時間分のデータがたまったらこれを親機２へ送信する。このほか、制御部１１４は、発光部１１６の点灯制御や通信部１１５の通信制御、その他センサ装置１０１全体の制御をおこなう。

制御部１１４は、また、通信スリープモードのＯＮ／ＯＦＦ制御をおこなう。これは、通信部１１５が常時通信をおこなうと発信出力にしたがって消費電力量が大きくなってしまい、バッテリー（図示せず）切れが生じてしまうためである。通信スリープモードのＯＮ／ＯＦＦは、所定時間間隔（例えば、５分おき）とし、メモリ１１３に格納されたデータを親機２へまとめて送信し、それ以外は通信を切断する。これによりバッテリーを小型化することができ、センサ装置１０１を小型軽量化できる。また、反対に、バッテリー容量を同一とした場合には、常時接続する場合に比べて、長期間の装着が可能となることを意味し、また、装着時間も同じにするとすれば、発信強度を大きくすることができ、親機２が遠方にあってもデータ通信が可能となる。たとえば、出力１０ｍＷであれば、親機２を２００ｍ〜４００ｍ遠方に配置してもデータ送受信が可能となる。

通信部１１５は、センサ装置１０１と親機２との間の通信をおこない、データの送受信をおこなう。親機２へ送信するデータとしては、親機２との通信を確立するための各種のデータ、メモリ１１３に格納されたデータや牛のＩＤなどがある。親機２から受信するデータとしては、センサ装置１０１との通信を確立するための各種のデータ、発光部１１６の点灯要請データなどがある。

発光部１１６は、ＬＥＤからなり、親機２から当該牛が分娩間近である旨の解析結果データを受信した場合に発光する。これにより、たとえば、たまたま牛舎に居合わせた者であっても分娩間近であることを確認でき、速やかに分娩準備をすることができる。また、バッテリー残量を通知するＬＥＤを併設してもよい。これにより、電池切れによる通知ミスを起こさないように外部から確認することができる。

ベルト１０２は、図２に示したように、牛の前脚直後（脇の部分）を通し直上すなわちき甲部直後に回してセンサ装置１０１を固定する。このベルトは、ネオプレンゴム製で巾が８ｃｍであり、リング１２１をとおして長さを調節し、面ファスナにより任意の場所で固定できるようになっている。なお、装着期間が長くなる場合は適宜増し締めする。

台座１０３は、図示したように、センサ装置１０１の真下に、背骨を中心として左右にあてがう三角柱状である。素材は表面を防水処理したスポンジ材であり、直接センサ装置１０１の筐体が背中に触れるのを防ぎ、牛の装着ストレスを低減するようにしている。台座１０３によりセンサ装置１０１が安定的に固定される。

次に親機を説明する。親機２は、分娩間近の牛（一頭とは限らない）に装着されたセンサ装置１０１からの送信データを分析し、その牛が分娩直前であるかを判定して、飼育者の携帯電話へその旨を通知する。具体的には、親機２は、通信部２０１と、分析部２０２と、制御部２０３と、メーラ２０４と、表示部２０５と、を有する（図３）。

通信部２０１は、親機２と子機１との間の通信をおこないデータの送受信をおこなう。子機１へ送信するデータとしては、子機１との通信を確立するための各種のデータ、発光部１１６のＬＥＤを点滅させるための判定結果などがある。子機１から受信するデータとしては、親機２との通信を確立するための各種のデータ、方位センサの検出データと加速度センサの検出データ等がある。また、通信部２０１は、携帯電話４へのメール送信もおこなう。

分析部２０２は、データ格納部２２１と分娩判定部２２２とを有し、子機１からのデータに基づいて分娩が間近に迫ったかを判定する。データ格納部２２１は、定期的にまとまって送られてくる方位センサのデータと加速度センサのデータを、牛の識別番号に基づいて牛毎に記憶する。分娩判定部２２２は、一端データ格納部２２１に記憶されたデータを分析して、データ送信のあった牛が分娩間近であるかを判定する。

図５は、き甲部直後の背骨の真上にセンサ装置１０１を取り付けた際の方位センサの出力値を示した図である。なお、図では首の上に同じセンサ装置１０１を取り付けた例も示している。図から明らかなように、分娩の１２時間以上前からセンサ装置１０１で牛の動作を検出しているが、およそ６時間前から、動きが活発になっており、特徴的なグラフが描画されていることが確認できる。一方、首にセンサ装置１０１を取り付けた場合には、センサの検出値が常に大きくふれ、分娩直前とそれ以外を区別できるような特徴的なパタンが現れていないことが確認できる。よって、き甲骨直後にセンサ装置１０１を配すると、分娩直前である特徴量を効率的に抽出可能であることが確認できたといえる。

分娩判定部２２２は、この方位センサの生データを更に加工し、檻内で回転歩行運動を何回行っているかを検出する。図６は、分娩間近の牛について、方位センサのデータに基づき回転歩行運動を何回檻の中でおこなったかを１時間毎に累計した結果を示した図である。分娩２日前からのデータで分かるように、分娩直前に２０回以上の回転歩行運動をおこなっていることが分かる。なお、他の牛も調査したが、やはり同様に、分娩直前に２０回以上の回転歩行運動をおこなっていることが確認できた。分娩判定部２２２は、このように方位センサの生データと、檻の中における回転数とから分娩直前となったことを判定する。

本実施の形態では、２０回以上の回転を分娩直前と判定するが、仕様の態様によっては、１５回以上に設定するなどしてよい。

制御部２０３は、親機２全体の制御をおこない、特に、通信部２０１の通信制御、分析部２０２の判定制御、メーラ２０４のメール送信制御をおこなう。このほか、後述の表示部２０５の表示制御をおこなう。なお、親機２に関しては、特にハードウェアの制限がないため、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）であってもよい。この場合、制御部２０３は、ＯＳおよび一部のソフトウェアを含むものとなる。

メーラ２０４は、分析部２０２により分娩間近との判定があった場合に、牛の番号（ＩＤ）と判定時刻とを埋め込んだ定型メールを所定アドレスに送信する。ここでは、飼育者の所有する携帯電話４に送信する。これにより、飼育者は即時にどの牛が分娩間近となったかを把握可能となる。

表示部２０５は、ビデオカメラ３が撮影した映像を出力する制御をおこなう。ビデオカメラ３は固定カメラであり、檻内の様子を把握できるようになっている（図４）。親機２が牛舎の控室に設置されている場合には、控室にモニタを備え、ここで牛の様子を観察できるようにしてもよい。また、控室と飼育者の自宅が離れている場合には、飼育者の自宅内に別途配置したＰＣから映像送信要求を出し、このＰＣ上でビデオカメラ３の映像を出力させるようにしてもよい。この場合は、通信回線の太さに応じて適宜圧縮して送信するようにする。

表示部２０５を設けることにより、分娩間近である通知を受けてから、実際に様子を確認できるので、分娩事故の可能性を低減しつつ、時間を有効に使うことができる。換言すれば、飼育者の労務負担も低減可能となる。

なお、ビデオカメラ３は、分娩檻の中の様子を撮像できるものであれば特に限定されるものでなく、携帯電話４も、メールを受信できるものであれば特に限定されるものでない。

以上説明した分娩通知システムＳにより、飼育者の分娩立会いの負担を軽減可能となる。

なお、上述した例では、親機２により、分娩間近である判定をおこなったが、これに限定されることなく、仕様の態様によっては、子機１側で判定をおこなってもよい。判別の手法は、分析部２０２でおこなったとおりとすることができるのでその説明を省略する。

本発明は、馬（たとえば、競走馬）や豚に適用して、分娩の特徴量に基づいて飼育者の労務負担を軽減させるようにしてもよい。ただし、センサ装置の装着場所や檻の大きさは適宜最適化をおこなう必要がある。

１ 子機
２ 親機
３ ビデオカメラ
４ 携帯電話
１０１ センサ装置
１０２ ベルト
１０３ 台座
１１１ 方位センサ
１１２ 加速度センサ
１１３ メモリ
１１４ 制御部
１１５ 通信部
１１６ 発光部
１２１ リング
２０１ 通信部
２０２ 分析部
２０３ 制御部
２０４ メーラ
２０５ 表示部
２２１ データ格納部
２２２ 分娩判定部
Ｓ 分娩通知システム

Claims (5)

1. 繁殖牛それぞれに装着する子機と、子機からの情報に基づいて分娩間近の牛がいることを飼育者へ通知する親機と、を含んだ分娩通知システムであって、
   子機は、き甲部直後の背骨の真上で前脚直後の胴回りを回したベルト体により牛に取り付けられ、
   牛の向いている方向を検知する方位センサと、
   方位センサの検知結果を親機に送信する送信部と、
   を具備し、
   親機は、
   子機からの送信データを受信する受信部と、
   受信部の受信したデータに基づいて、当該牛が所定時間以上または所定頻度以上回転歩行運動をおこなっているか否かを判定する直前行動判定手段と、
   直前行動判定手段により回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっていると判定された場合に、分娩間近である旨を飼育者へ通知する通知手段と、
   を具備したことを特徴とする分娩通知システム。
2. 繁殖牛それぞれに装着する子機と、子機からの情報に基づいて分娩間近の牛がいることを飼育者へ通知する親機と、を含んだ分娩通知システムであって、
   子機は、き甲部直後の背骨の真上で前脚直後の胴回りを回したベルト体により牛に取り付けられ、
   牛の向いている方向を検知する方位センサと、
   方位センサの検知結果に基づいて、当該牛が回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっているか否かを判定する直前行動判定手段と、
   直前行動判定手段により回転歩行運動を所定時間以上または所定頻度以上おこなっていると判定された場合に、分娩間近である旨を親機へ送信する送信部と、
   を具備し、
   親機は、
   子機からの送信内容を受信する受信部と、
   受信部の受信した内容に基づいて、分娩間近である旨を飼育者へ通知する通知手段と、
   を具備したことを特徴とする分娩通知システム。
3. 子機に、発光手段と、
   分娩間近である場合に当該発光手段を点滅ないし点灯する制御手段と、
   を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の分娩通知システム。
4. 子機に、
   所定時間毎にデータをまとめて親機に送信し、送信時以外は親機との通信を切断するスリープ手段を設けたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の分娩通知システム。
5. 出産の近い牛を個別に檻にいれて、当該檻の中の様子を撮影する撮影手段を設け、
   前記通知手段は、分娩間近である旨を通知するとともに、撮影手段により撮影された檻の中の様子を飼育者へ送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の分娩通知システム。
   
   
   

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