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心拍変動と動的体加速度:生理的・物理的センシング情報の融合による新たな家畜評価

研究課題

研究課題/領域番号 19K06352
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分42010:動物生産科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

大石 風人  京都大学, 農学研究科, 助教 (50452280)

研究分担者 廣岡 博之  京都大学, 農学研究科, 教授 (60192720)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード家畜 / 動物管理・福祉 / 生体センシング / 動的体加速度 / 心拍変動
研究開始時の研究の概要

本研究では、動物の健康状態やストレス等を継続的に評価する新たな手法として、心拍間隔の揺らぎから自律神経活動を評価する心拍変動という生理的指標と、動物の体軸の動きから行動量を評価する動的体加速度という物理的指標とを、それぞれ生体センシング技術により非侵襲的に同時取得し統合評価に用いることを検討する。ウシなどの自由行動下の動物に対し、それら指標の取得法や解析法の検討を行い、統合評価法を確立する。また本研究を通じて、動物の生理的・物理的情報の関係性解明も目指す。

研究成果の概要

本研究は、センシング情報により導出される動的体加速度(DBA)や心拍変動指標が反芻家畜動物の物理的・生理的応答の違いを評価するのに有効かを検証することを目的として実施した。様々な飼養環境下における自由行動下の反芻家畜動物に対し、非侵襲的なセンシング技術によって3軸加速度および心拍間隔データを取得しDBAと心拍変動指標の評価を行った。結果として、飼料条件や暑熱ストレスの違いに対しDBAや心拍変動指標が応答することが示されたことから、アニマルウェルフェアの観点からこれら指標を反芻家畜動物のストレス状態の評価に有効利用できるのではないかと示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、自由行動下の反芻家畜動物に対して、非侵襲的なセンシング技術により動的体加速度や心拍変動指標を収集して物理的・生理的な状態変化の評価に役立てられることが示された。その際、反芻動物の暑熱ストレスと心拍変動との関係性など新たな知見を示せたことは学術的意義があったと考えられる。また、ここで検討した方法は様々な飼養条件での家畜動物のストレスや健康状態の評価に利用できると示唆されることから、本研究は家畜生産現場で利用可能なアニマルウェルフェア評価技術の今後の開発検討に対する足掛かりとして社会的意義があると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 首輪の行動センサーデータを用いた放牧家畜エネルギー消費量推定モデルの利用可能性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      大西康介・大石風人・児島優稀・兒嶋朋貴・山中清華・田島栞・熊谷元・広岡博之.
    • 雑誌名

      システム農学

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Assessment of Stress Status in Fattening Steers by Monitoring Heart Rate Variability: A Case of Dietary Vitamin A Restriction2022

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Kaho、Oishi Kazato、Kojima Tomoki、Uenishi Shogo、Yasunaka Yudai、Sakai Koki、Kumagai Hajime、Hirooka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Animal Science

      巻: 2 ページ: 799289-799289

    • DOI

      10.3389/fanim.2021.799289

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of Heat Stress on Heart Rate Variability in Free-Moving Sheep and Goats Assessed With Correction for Physical Activity2021

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Kaho、Oishi Kazato、Miwa Masafumi、Anzai Hiroki、Setoguchi Akira、Yasunaka Yudai、Himeno Yukiko、Kumagai Hajime、Hirooka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Veterinary Science

      巻: 8 ページ: 658763-658763

    • DOI

      10.3389/fvets.2021.658763

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel accelerometry approach combining information on classified behaviors and quantified physical activity for assessing health status of cattle: a preliminary study2021

    • 著者名/発表者名
      Uenishi, S., Oishi, K., Kojima, T., Kitajima, K., Yasunaka, Y., Sakai, K., Sonoda, Y., Kumagai, H., and Hirooka, H.
    • 雑誌名

      Applied Animal Behaviour Science

      巻: 235 ページ: 105220-105220

    • DOI

      10.1016/j.applanim.2021.105220

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavior classification of goats using 9-axis multi sensors: The effect of imbalanced datasets on classification performance2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai, K., Oishi, K., Miwa, M., Kumagai, H., and Hirooka, H.
    • 雑誌名

      Computers and Electronics in Agriculture

      巻: 166 ページ: 105027-105027

    • DOI

      10.1016/j.compag.2019.105027

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 放牧家畜における背部と首輪から得られた9軸センサーデータの関係解析2022

    • 著者名/発表者名
      大西康介・大石風人・児島優稀・兒嶋朋貴・山中清華・田島栞・熊谷元・広岡博之
    • 学会等名
      システム農学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院農学研究科畜産資源学分野ホームページ

    • URL

      http://www.animprod.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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