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A system to prevent the spread of respiratory infections in pigs through networked, individualized oversight

Research Project

Project/Area Number 16H05008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

Mizutani Koichi  筑波大学, システム情報系, 教授 (50241790)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 善甫 啓一  筑波大学, システム情報系, 助教 (70725712)
若槻 尚斗  筑波大学, システム情報系, 准教授 (40294433)
前田 祐佳  筑波大学, システム情報系, 助教 (20650542)
海老原 格  筑波大学, システム情報系, 准教授 (80581602)
西藤 岳彦  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 研究領域長 (00263393)
竹前 喜洋  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 主任研究員 (10584386)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords呼吸器感染症 / 豚インフルエンザ / センサネットワーク / 見守りシステム / スマート豚舎 / くしゃみ / 運動量 / 体表面温度 / 省人化 / コンピュータネットワーク / ICT / ブタインフルエンザ / ビッグデータ
Outline of Final Research Achievements

This research subject is the challenge for realizing the smart piggery which enables the early detection of respiratory infection of the pig. In the BSL3 experimental environment, the relation between infection to respiratory infection and manifested cough, sneeze, activity decrease, body temperature rise, etc. was clarified using the pig infected with the influenza virus in the watch of the 14 day 24 hour system. As the result, though the observation measurement of at least 1 week was necessary for the morbidity judgment until now, by comparing the sneeze frequency in the night, the possibility of the morbidity judgment was found in the shortest 3 days after the infection.
And, the following were realized by utilizing data and knowledge obtained through the measurement: Networking of the observation system, development of annotation software for the observation data, observation in the real piggery environment, etc..

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで現場の暗黙知的に知られていたインフルエンザ罹患時の元気消失、運動量低下、咳・くしゃみの増加等の症状と、インフルエンザウイルス量との関係を定量的に明らかにした点が、学術的に意義深い。従来は侵襲的にしかモニタリングできないウイルス量からの予防ではなく、咳・くしゃみ回数,運動量,体表面温度などの非侵襲に計測しやすい顕在化された症状との関係性が明らかになった。また、これにより提案するような見守り技術を発展させることができ、スマート豚舎の実現に資する成果となった。これは豚舎の省人化による農家1人あたりの生産性向上に繋がり、我が国の食料分野における国際競争力向上となることも期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (39 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 異なる収録環境で検出可能な少数の音響特徴量を用いる豚くしゃみの自動検出2019

    • Author(s)
      味藤未冴来,青木拓也,川岸卓司,水谷孝一,善甫啓一,若槻尚斗,前田祐佳,竹前喜洋,西藤岳彦
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 50 Pages: 12-23

    • NAID

      40022124680

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  • [Journal Article] “Sound Source Localization in Pig Houses Using Wireless Microphone Array and Its Accuracy by Microphone Arrangements2019

    • Author(s)
      Akifumi Goto, Misaki Mito, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, Naoto Wakatsuki, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • Journal Title

      ”Proceedingsofthe2019, International Joint Conference on JSAM and SASJ, and 13th CIGR VI Technical Symposium joining FWFNWG and FSWG Workshops

      Volume: 2019

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  • [Journal Article] サーモグラフィを用いる豚の体表面温度変化の機械学習アプローチによる推定2017

    • Author(s)
      味籐 未冴来,川岸 卓司,水谷 孝一,善甫 啓一,若槻 尚斗,久保田 祥史
    • Journal Title

      農業施設

      Volume: 48 Pages: 84-91

    • NAID

      220000158600

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      渡邉活,味藤未冴来,水谷孝一,善甫啓一,海老原格,若槻尚斗,常國良太, 西藤岳彦
    • Organizer
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-07
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  • [Presentation] 単豚飼育下におけるCNNを用いる豚頭部位置・領域推定2020

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      佐藤拓弥,味藤未冴来,水谷孝一,善甫啓一,海老原格,若槻尚斗,竹前喜洋,常國良太, 西藤岳彦
    • Organizer
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-08
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  • [Presentation] ディープラーニングを用いる動画像中からのブタの個体追跡2020

    • Author(s)
      霜田晃希,味藤未冴来,水谷孝一,善甫啓一,若槻尚斗
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      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-18
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  • [Presentation] 実験豚舎におけるワイヤレスマイクロフォンアレイの長期運用2020

    • Author(s)
      後藤叡史,味藤未冴来,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗,常國良太, 西藤岳彦
    • Organizer
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-35
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  • [Presentation] 転移学習による豚くしゃみ音認識における音響信号画像化手法の比較2020

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      味藤未冴来,青木拓也,水谷孝一,善甫啓一,若槻尚斗,前田祐佳,竹前喜洋,常國良太, 西藤岳彦
    • Organizer
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-41
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  • [Presentation] サーモグラフィによって計測された豚インフルエンザ感染個体と非感染個体の表面温度の比較2020

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      出口和希,味藤未冴来,岩田芳義,海老原格,水谷孝一, 西藤岳彦
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      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-44
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  • [Presentation] Automatic measurement of sneezing caused by swine infliuenza infection2019

    • Author(s)
      Misaki Mito, Takuya Aoki, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
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      EFITA-HAICHA-WCCA Congress
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  • [Presentation] Relationships between the Number of Sneezes and Swine Infuenza Infection Experiment Factors2019

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      Misaki Mito, Takuya Aoki, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae, and Takehiko Saito
    • Organizer
      2019 International Joint Conference on JSAM and SASJ ,and 13th CIGR VI Technical Symposium joining FWFNWG and FSWG Workshops
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  • [Presentation] Automatic discrimination of dietary behavior of swine under flu infection by vision based area segmentation2019

    • Author(s)
      Takuya Sato, Misaki Mito ,Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • Organizer
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congres
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  • [Presentation] Metal vibration noise eliminator for aerial propagation sound event detection system in an experimental pigpen2019

    • Author(s)
      Ikuru Watanabe, Misaki Mito, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Tadashi Ebihara,NobuhiroTakemae, and Takehiko Saito
    • Organizer
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congress
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sound Source Localization in Pig Houses Using Wireless Microphone Array and Its Accuracy by Microphone Arrangements2019

    • Author(s)
      Akifumi Goto, Misaki Mito, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, Naoto Wakatsuki, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • Organizer
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congress
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 子豚から親豚まで!マルチセンシングによる健康管理~食肉としての安定供給のために~2019

    • Author(s)
      水谷孝一, 若槻尚斗, 海老原格, 前田祐佳, 善甫啓一, 味藤未冴来, 佐藤拓弥, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      FOOMA JAPAN 2019 アカデミックプラザ研究発表要旨集, Vol.26
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  • [Presentation] 機械学習法に基づく豚くしゃみ音分類器における教師データ収録環境の影響2019

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      味藤未冴来, 青木拓也, 川岸卓司,水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] 豚の動画像モニタリングに必要な教師データの作成支援システム2019

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      佐藤拓弥, 味藤未冴来, 水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] 実験豚舎におけるワイヤレス音響波センサの試験運用2019

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      後藤叡史, 味藤未冴来, 海老原格,水谷孝一,若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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  • [Presentation] サーモグラフィで計測した豚の表面温度と直腸温度の関係性2019

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      出口和希, 味藤未冴来, 富樫宏太, 佐藤拓弥, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] 実験豚舎における金属柵衝突音検出システムの検証2019

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      渡邊活,味藤未冴来,水谷孝一,善甫啓一,若槻尚斗,海老原格,竹前喜洋,西藤岳彦
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      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] Individual Moving Amount Monitoring and Sneezing Movement Detection from Swine Groups2018

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      Takuya Sato, Kota Togashi, Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki and Yuka Maeda
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      Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculutre/World Congress on Computers in Agriculture 2018 (AFITA/WCCA 2018)
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  • [Presentation] Classification of Acoustic Events using Features without tuning in a Pig House2018

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      Misaki Mito, Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehito Saito
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      Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculutre/World Congress on Computers in Agriculture 2018 (AFITA/WCCA 2018)
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  • [Presentation] 豚舎内音響イベントの自動検出および対応動画像の自動提示による音響イベントのラベル割り当て支援2018

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      味藤未冴来, 川岸卓司,水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
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  • [Presentation] 動画像からの豚体の頭部方向識別に用いる特徴量2018

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      佐藤拓弥, 味藤未冴来, 川岸卓司, 水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
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  • [Presentation] 豚舎内における音響イベントの検出技術2018

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      味藤未冴来, 川岸卓司,水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      農業環境工学関連学会2018年合同大会
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  • [Presentation] 局所画像特徴量を用いた豚頭部認識の基礎的検討2018

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      佐藤拓弥, 味藤未冴来, 川岸卓司, 水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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      農業環境工学関連学会2018年合同大会
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  • [Presentation] 農業施設内で利用するワイヤレス音響波センサの試作2018

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  • [Presentation] 豚インフルエンザウイルスに感染した個体のサーモグラフィを用いた表面温度モニタリング2018

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      出口和希, 味藤未冴来, 富樫宏太, 佐藤拓弥, 海老原格, 水谷孝一, 若槻尚斗, 竹前喜洋,西藤岳彦
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  • [Presentation] 豚舎内における打撃騒音除去によるくしゃみ音取得2018

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      渡邊活, 味藤未冴来, 水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 海老原格
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      農業環境工学関連学会2018年合同大会
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  • [Presentation] 豚インフルエンザに感染した豚群において観測された音響イベント2018

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      味藤 未冴来, 川岸 卓司, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 竹前 喜洋, 西藤 岳彦
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      農業施設学会2018年学生・若手研究発表会
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  • [Presentation] 動画像からの豚体の頭部方向識別に用いる特徴量2018

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      佐藤 拓弥, 味藤 未冴来, 川岸 卓司, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 竹前 喜洋, 西藤 岳彦
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  • [Presentation] 熱画像を併用する豚の体表面温度の自動抽出2017

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      味藤 未冴来, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 久保田 祥史
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      2017年度農業施設学会大会
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  • [Presentation] 動画像から推定する豚の呼吸器感染症罹患時の行動量2017

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      佐藤 拓弥, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 竹前 喜洋, 西藤 岳彦
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      2017年度農業施設学会大会
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  • [Presentation] Monitoring of swine sneezing using time-frequency analysis for detecting diseases2016

    • Author(s)
      Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuk, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • Organizer
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, U.S.A.
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      2016 Annual Research Report
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  • [Presentation] 豚舎内における環境騒音と活動騒音2016

    • Author(s)
      川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋, 西藤岳彦
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      2016年度農業施設学会大会
    • Place of Presentation
      高知大学・高知県・南国市
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  • [Presentation] 豚の活動量のサーモグラフィモニタリング2016

    • Author(s)
      岩田芳政, 川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋, 西藤岳彦
    • Organizer
      2016年度農業施設学会大会
    • Place of Presentation
      高知大学・高知県・南国市
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  • [Presentation] 実飼育環境におけるサーモグラフィを用いる豚の発情期前後の温度変化モニタリング2016

    • Author(s)
      味藤未冴来, 川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗, 久保田祥史
    • Organizer
      2016年度農業施設学会大会
    • Place of Presentation
      高知大学・高知県・南国市
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 豚領域面積を用いる画像処理による豚体識別とトラッキング2016

    • Author(s)
      富樫宏太, 川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗
    • Organizer
      2016年度農業施設学会大会
    • Place of Presentation
      高知大学・高知県・南国市
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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 「豚のくしゃみの音で風邪を発見」 農林水産省広報誌aff, Feb. 2020

    • URL

      https://www.maff.go.jp/j/pr/aff/2002/spe1_04.html

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      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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