| Project/Area Number |
22K05911
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41040:Agricultural environmental engineering and agricultural information engineering-related
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| Research Institution | Sojo University (2023-2024)
Kyushu University (2022) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢用 健一 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 研究領域長補佐 (40343967)
兒嶋 朋貴 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 研究員 (80781145)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | ストレス見える化 / ウエアラブルセンサ / 生体情報計測 / 心拍間隔変動値 / 脈拍間隔変動値 / 体動ノイズ / 畜産 / ウシウエアラブルストレスセンサ / 圧力付与機構一体型 / ウシ疾病予防 / 健康飼育 / リモートセンシング / コンピュータネットワーク・ICT / 精密畜産 / 光MEMSセンサ / ウエアラブル機構 |
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| Outline of Research at the Start |
畜産において疾病を予防するためストレスをかけない飼養管理は重要である。疾病を予防するには個体ごとにストレスを軽減・緩和させる必要があり、個体ごとのストレスの見える化が必要である。ストレス反応を測定するため、ヒト用の光電式脈波センサをウシに使用するとSN比（取得したい信号に対するノイズとの比）が低い。ウシ用に波長および光源を最適化し微細加工技術（MEMS技術）を活用することで、高感度で薄型（1mm以下）の脈波センサ光学部を開発する。装着試験では、試作センサによる脈拍間隔変動値（PRI）によるストレス評価方法と、心電計で測定される心拍間隔変動値（RRI）によるストレス評価方法との比較試験を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed a pressure-applied pulse wave sensor with an integrated spring mechanism and a compact logger for attachment to the base of a cow’s tail. This system enabled stable overnight recording of synchronized PPG and ECG signals, avoiding data loss due to cable disconnection. A strong correlation between PRI and RRI was confirmed, indicating its potential as a stress indicator. The easy-to-attach design improved usability and signal reproducibility. This system supports motion artifact reduction and physiological analysis, and is expected to contribute to stress monitoring in group-housed cattle on farms.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ウシ尾根部に装着可能な定圧付与型脈波センサと小型ロガーを用いたストレス反応計測手法を確立し、非侵襲かつ高精度な生体信号の長時間取得を実現した点で学術的意義は大きい。特に、安定した区間では、脈波センサによる脈拍間隔変動値（PRI）と心電計による心拍間隔変動値（RRI）に高い相関が確認され、ストレス指標としての有効性が示唆された。今後、計測時間の長期化と精度向上により、大規模に飼育される家畜個体のストレスを定量的に把握可能とする技術へ発展する可能性がある。これは、疾病の早期発見・予防を通じた持続可能な畜産への貢献という社会的意義を有している。
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