Non-destructive detection of chicken egg gender and viable embryos based on eggshell terahertz properties
| Project/Area Number |
19F19396
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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| Host Researcher |
近藤 直 京都大学, 農学研究科, 教授 (20183353)
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| Foreign Research Fellow |
KHALIDUZZAMAN 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
KHALIDUZZAMAN 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 鶏卵 / テラヘルツ分光 / センシング / 雌雄判定 |
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| Outline of Research at the Start |
卵殻の紫外から近赤外までの透過，反射，蛍光の分光情報を蓄積することにより，鶏卵中の品質，鮮度，鶏胚の非破壊モニタリングを行う。また，卵殻の厚さを非破壊計測可能な波長帯の探索，その消費速度の雌雄による違いを計測する。続いて鶏胚のバイタルサインのモニタリング可能なシステムを構築する。本実験成果により，孵化前の雌雄判定および孵化中の鶏胚の計測に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
鶏卵の画像計測用装置を構築し，卵殻の色が紫外から近赤外の透過光や反射光にどのような影響を与えるのかを調査する。鶏卵が孵化する過程の骨格形成などに対して卵殻中のカルシウムが用いられ，それに伴う卵殻の厚さ変化の傾向は，成長速度の異なる雌雄で異なると言われている。特に以下の３つのチャレンジングな目的のもとで実験を行った。
１．卵殻の厚さに基づいて有精卵の雌雄を推定すること。２．テラヘルツ領域の卵殻の特性に基づいて孵化前の鶏胚の雌雄を推定すること。３．非破壊の卵殻情報に基づいてインキュベーション中の生きた鶏胚を検出すること。
２０１９年は最初の年として，卵殻の厚さを精密に計測する方法を構築し，破壊試験において卵殻の厚さと雌雄の関係性を明らかにすることを目的にして，卵殻 および殻膜の分光透過特性を広帯域（紫外からミリ波帯）に渡って調査し，非破壊計測に有効な波長帯を探索した。さらに，卵殻の色を計測すると共に，テラヘルツタイムドメイン分光装置（THｚ－TDS）を用い，非破壊で卵殻の厚さを計測するための装置を準備し，実際に実験に供し，厚さのデータを収集した。収集したデータは70％を学習用に用い，残りの30％を検証した。その結果，計測した卵殻の厚さとと予測した卵殻の厚さとの間には正比例の相関（決定係数：R2=0.87-0.93）が見られた。
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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
前述した実験はほぼ，順調に進んでいる。第１報として，Science Reportに査読論文を投稿し，掲載された。また，口頭発表も３月に行った。さらに，７月にはアメリカで，９月にはつくばで研究成果を発表するつもりで発表用原稿を送ったが，どちらも新型コロナウイルスの関係で，キャンセルになった。また，その関係で３月から必要としている物品が入りにくくなった（特に中国生産されている物品）こともあり，実験は現在，停止している。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナウイルスの蔓延で，緊急事態宣言が発令され以降，大学では新しい実験が停止されている。そのウイルスが収束次第，以下のような実験を行う予定である。
１．ブロイラーと採卵鶏の鶏卵を専門業者から購入し，インキュベーター内で孵化させる間に，テラヘルツタイムドメイン分光装置（THｚ－TDS）で200－900 nmの反射率および透過率を計測する。
２．孵化する直前から負荷の工程を自動的に録画し，計測結果と雌雄の関係をPCR等をもしいて明らかにする。
これらは京都大学の動物実験委員会の承認のもとに進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
