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ネットワーク化された個別見守りによる豚の呼吸器感染症拡散防止システム

研究課題

研究課題/領域番号 16H05008
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業環境・情報工学
研究機関筑波大学

研究代表者

水谷 孝一  筑波大学, システム情報系, 教授 (50241790)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード呼吸器感染症 / 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
研究成果の概要

本研究課題は、豚の呼吸器感染症の早期発見を可能とするスマート豚舎を実現するための取り組みである。BSL3実験環境において、インフルエンザウイルスに感染させた豚を用い、呼吸器感染症への感染と顕在化される咳・くしゃみ・運動量低下・体温上昇等との関係を14日間24時間体制の見守りで明らかにした。その結果、従来は罹患判定に最低1週間の見守り観察が必要であったが、夜間のくしゃみ回数を比較することで、感染後最短3日で罹患判定の可能性が見出された。計測を通して得られたデータ・知見を活用し、見守りシステムのネットワーク化や見守りデータに対するアノテーションソフトの開発、実豚舎環境での見守りなどが実現された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      農業施設

      巻: 50 ページ: 12-23

    • NAID

      40022124680

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] “Sound Source Localization in Pig Houses Using Wireless Microphone Array and Its Accuracy by Microphone Arrangements2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Goto, Misaki Mito, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, Naoto Wakatsuki, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • 雑誌名

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

      巻: 2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      農業施設

      巻: 48 ページ: 84-91

    • NAID

      220000158600

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 家畜分離仕切り柵で発生する衝突音と豚くしゃみ音のラベリング2020

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-07
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単豚飼育下におけるCNNを用いる豚頭部位置・領域推定2020

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-08
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      霜田晃希,味藤未冴来,水谷孝一,善甫啓一,若槻尚斗
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-18
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-35
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-41
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2020年農業施設学会学生・若手研究発表会講演予稿集, p-44
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Automatic measurement of sneezing caused by swine infliuenza infection2019

    • 著者名/発表者名
      Misaki Mito, Takuya Aoki, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • 学会等名
      EFITA-HAICHA-WCCA Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Relationships between the Number of Sneezes and Swine Infuenza Infection Experiment Factors2019

    • 著者名/発表者名
      Misaki Mito, Takuya Aoki, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae, and Takehiko Saito
    • 学会等名
      2019 International Joint Conference on JSAM and SASJ ,and 13th CIGR VI Technical Symposium joining FWFNWG and FSWG Workshops
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic discrimination of dietary behavior of swine under flu infection by vision based area segmentation2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sato, Misaki Mito ,Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • 学会等名
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congres
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metal vibration noise eliminator for aerial propagation sound event detection system in an experimental pigpen2019

    • 著者名/発表者名
      Ikuru Watanabe, Misaki Mito, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Tadashi Ebihara,NobuhiroTakemae, and Takehiko Saito
    • 学会等名
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sound Source Localization in Pig Houses Using Wireless Microphone Array and Its Accuracy by Microphone Arrangements2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Goto, Misaki Mito, Tadashi Ebihara, Koichi Mizutani, Naoto Wakatsuki, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • 学会等名
      Book of Abstracts, 2019 EFITA-HAICHA-WCCA Congress
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      FOOMA JAPAN 2019 アカデミックプラザ研究発表要旨集, Vol.26
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実験豚舎における金属柵衝突音検出システムの検証2019

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2019年農業施設学会学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Individual Moving Amount Monitoring and Sneezing Movement Detection from Swine Groups2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sato, Kota Togashi, Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki and Yuka Maeda
    • 学会等名
      Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculutre/World Congress on Computers in Agriculture 2018 (AFITA/WCCA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Classification of Acoustic Events using Features without tuning in a Pig House2018

    • 著者名/発表者名
      Misaki Mito, Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuki, Yuka Maeda, Nobuhiro Takemae and Takehito Saito
    • 学会等名
      Asia-Pacific Federation for Information Technology in Agriculutre/World Congress on Computers in Agriculture 2018 (AFITA/WCCA 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 動画像からの豚体の頭部方向識別に用いる特徴量2018

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2018年度人工知能学会全国大会(第32回)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 豚舎内における音響イベントの検出技術2018

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 局所画像特徴量を用いた豚頭部認識の基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      後藤叡史,海老原格,水谷孝一,若槻尚斗
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 豚舎内における打撃騒音除去によるくしゃみ音取得2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊活, 味藤未冴来, 水谷孝一, 善甫啓一, 若槻尚斗, 海老原格
    • 学会等名
      農業環境工学関連学会2018年合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      農業施設学会2018年学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 動画像からの豚体の頭部方向識別に用いる特徴量2018

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      農業施設学会2018年学生・若手研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱画像を併用する豚の体表面温度の自動抽出2017

    • 著者名/発表者名
      味藤 未冴来, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 久保田 祥史
    • 学会等名
      2017年度農業施設学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      佐藤 拓弥, 水谷 孝一, 善甫 啓一, 若槻 尚斗, 竹前 喜洋, 西藤 岳彦
    • 学会等名
      2017年度農業施設学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring of swine sneezing using time-frequency analysis for detecting diseases2016

    • 著者名/発表者名
      Takuji Kawagishi, Koichi Mizutani, Keiichi Zempo, Naoto Wakatsuk, Nobuhiro Takemae and Takehiko Saito
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the Acoustical Society of America and Acoustical Society of Japan
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 豚舎内における環境騒音と活動騒音2016

    • 著者名/発表者名
      川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗, 竹前喜洋, 西藤岳彦
    • 学会等名
      2016年度農業施設学会大会
    • 発表場所
      高知大学・高知県・南国市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 豚の活動量のサーモグラフィモニタリング2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2016年度農業施設学会大会
    • 発表場所
      高知大学・高知県・南国市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      2016年度農業施設学会大会
    • 発表場所
      高知大学・高知県・南国市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      富樫宏太, 川岸卓司, 水谷孝一,善甫啓一, 若槻尚斗
    • 学会等名
      2016年度農業施設学会大会
    • 発表場所
      高知大学・高知県・南国市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 「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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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