2015 Fiscal Year Research-status Report
放牧牛におけるインタラクション情報の取得によるコミュニティ分析とその応用
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15K12099
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大川 剛直 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (30223738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 憲二 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70322203)
太田 能 神戸大学, システム情報学研究科, 教授 (10272254)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | インタラクション情報 / ネットワーク分析 / 放牧牛 / 時系列データ / 俯瞰画像 / スマート農業 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、放牧牛を対象として、個々の牛の位置情報や複数の牛間の近接情報、および俯瞰画像などをもとに、牛間のインタラクションに関する情報の取得とその利用について検討している。平成27年度の主要な研究成果は以下の通りである。
1. GPSによる牛間インタラクション情報の抽出と発情検知への応用：GPSデバイスを搭載した首輪を牛に装着して得られたトラッキング情報をもとに、相互距離情報と接近行動情報という2種類のインタラクション情報を取得する方法を検討した。さらに、これらのインタラクション情報をもとに、牛群内のコミュニティを抽出し、コミュニティを考慮した相互接近量に基づいて発情検知する手法について提案した。神戸大学農学研究科附属食資源教育研究センターにおいて飼育されている放牧牛約10頭に対して提案手法を適用する実験を行った結果、従来の万歩計型デバイスによる発情検知に比較して、高感度に検知が可能であることを確認した。
2. 放牧場の俯瞰動画データを用いた繁殖牛のインタラクション特定：繁殖牛が放牧される放牧場を俯瞰的に撮影し、取得した動画から牛間のインタラクションの種類を特定する手法について検討した。ここでは、インタラクションをfront、behind、mountの3種類と想定し、Bag of Visual Wordsを利用した類似画像検索の枠組みにより、これらを特定する手法について提案した。このとき、俯瞰画像が時系列静止画であることを活用し、インタラクション発生前後の状態の利用を試みる。食資源教育研究センターの繁殖牛40頭を実験対象とした特定実験の結果、時系列静止画の特徴を利用することによる精度向上を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
位置情報と俯瞰画像に基づくインタラクション情報の取得に関しては、GPSデータならびにサイロ上に設置した定点カメラの利用により、順調に進捗している。特にインタラクション情報を利用した発情検知に関しては、抽出されたコミュニティを利用した新しい手法を提案しており、当初計画よりも先行する内容となっている。また、位置推定のための新たな無線デバイスに関しては、コスト、消費電力、推定精度の観点から検討を進めており、プロトタイプ構築には至っていないものの、概ね計画通りの進捗状況となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究方策として、まず第1に放牧牛のトラッキングのための無線デバイスの導入があげられる。GPSは消費電力が大きく、大容量バッテリを利用しても4～5日程度の稼働しかできないため、長期にわたる牛のコミュニティ分析や状態把握への利用は現実的ではない。そこで、Bluetooth Low Energy規格に基づく新たなデバイスを購入するとともに、放牧地における適切な基地局配置について検討を進める。また、俯瞰画像からのインタラクション情報検知については、現在手作業で行っているインタラクション発生時間・空間特定の自動化を進めるとともに、牛の移動モデルやマルチアングルカメラの利用を視野に入れた手法の拡張を計画している。
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| Causes of Carryover |
成果発表を行う国際会議の開催時期が平成28年7月であり、その参加費と旅費を確保するとともに、無線デバイスの開発動向の関係で、実機導入が平成28年度になり、その予算確保のため、次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年7月の国際会議参加に伴う参加費と旅費については、速やかに使用する。また、28年度の研究費と合わせることにより、GPSの代替となる最新の無線デバイスの導入を行い、実験環境の整備を進める。
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