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熱画像と音情報を用いる機械学習アプローチによる豚のためのヘルスケア実現

Research Project

Project/Area Number 18J10715
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Agricultural environmental engineering/Agricultural information engineering
Research InstitutionUniversity of Tsukuba
Research Fellow 味藤 未冴来  筑波大学, システム情報工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsブタインフルエンザ / くしゃみ / 機械学習 / 自動監視 / 呼吸器感染症 / 音響イベント
Outline of Annual Research Achievements

感染指標であるくしゃみについて,前年度までに実施してきたF値92.8%での自動検出を可能とする研究成果を雑誌論文にまとめ,出版した。くしゃみ検出における音響特徴量に関しては,専門的な特徴量設計だけでなく,転移学習に基づく方法についても複数比較し,一定の性能が得られることを確認した。また,構築したくしゃみ自動検出器を用いて,コントロール群と感染群に対し,感染実験の期間中である2週間,24時間体制でくしゃみを世界で初めて自動検出した。感染実験においては,豚の鼻腔から粘膜を定期的に採取する感染確認作業を行うことで,感染状態を測る指標であるウイルス排泄量の計測も行った。また,感染実験実施に伴う刺激である感染確認作業・給餌・照明の時間を同時に記録し,ブタインフルエンザ感染状態や感染実験実施委に伴う刺激と,くしゃみ回数の関係を可視化した。これにより,くしゃみはブタインフルエンザだけでなく,感染実験実施に伴う作業などの刺激時にも発生していることが明らかとなった。このため,これら刺激の少ない夜間においてくしゃみ回数を集計した。これにより,感染群はブタインフルエンザ感染後3-4日においてくしゃみ回数がコントロール群に対し有意に増加していることを明らかにした。これにより,くしゃみ回数を集計することで最短3日程度でのブタインフルエンザ感染の早期判別ができる可能性を示し,豚のためのヘルスケア実現に貢献した。なお本成果については,報告時点で雑誌論文にまとめ,投稿中である。
また,実験に際して,一部の個体についてはサーモグラフィを用いて体表面温度を熱画像から計測し,感染症状が深刻であり生命の危機に瀕している場合においては,大きな温度変化をとらえることができた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2020 2019 2018

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

      農業施設学会誌

      Volume: 50(4) Pages: 12-23

    • NAID

      40022124680

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [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

    • Author(s)
      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
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [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

    • Author(s)
      出口和希, 味藤未冴来, 岩田芳政, 海老原格, 水谷孝一, 竹前喜洋, 西藤岳彦
    • Organizer
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Automatic measurement of sneezing caused by swine influenza infection2019

    • Author(s)
      Misaki Mito, Takuya Aoki, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • Organizer
      2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congress
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationships between the Number of Sneezes and Swine Influenza Infection Experiment Factors2019

    • Author(s)
      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
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [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

    • 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, 竹前喜洋,西藤岳彦
    • Organizer
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Classification of Acoustic Events using Features without tuning in a Pig House2018

    • Author(s)
      Misaki Mito, Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehito Saito
    • Organizer
      In The Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculture / World Congress on Computers in Agriculture (AFITA/WCCA) 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 豚舎内における音響イベントの検出技術2018

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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