| 研究課題/領域番号 |
20H03111
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41040:農業環境工学および農業情報工学関連
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| 研究機関 | 麻布大学 (2021-2022)
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2020) |
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研究代表者 |
吉岡 耕治 麻布大学, 獣医学部, 教授 (20355192)
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| 研究分担者 |
岡田 浩尚 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20574940)
西浦 玲奈 (櫻井 玲奈) 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, 研究員 (50849742)
檜垣 彰吾 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, 上級研究員 (70595256)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 発情検知 / 授精適期 / 腟内pH / ウェアラブルセンサ / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、(1)腟内温度及びpHを連続計測可能な無線小型多機能腟内センサを開発する。(2)開発した多機能腟内センサを用いて牛の発情周期における腟内温度及びpHの変動を調べ、ホルモン動態や発情発現、排卵と関連付けて解明する。とくに、発情前後の特徴量の変動を機械学習法により解析し、センサデータから授精適期を判定するアルゴリズムを開発する。(3)センサデータと人工授精後の受胎性を解析し、妊娠成立に関連付けられる特徴量を抽出して「妊娠しやすい牛」を予測する技術の開発を行う。以上により、ウェアラブルセンサと機械学習によるリアルタイム生殖機能評価法を開発して、新規繁殖障害予防システムの構築を目指す。
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| 研究成果の概要 |
腟温と腟内pHを計測する多機能腟内センサを開発し、正常な発情周期を営む牛において、発情期には腟温差は有意に上昇し、腟内pH比は有意に低値となることを明らかにした。また、センサデータに基づく機械学習による発情検知および授精適期判定モデルを開発した。酪農場でタイストール飼育されている搾乳牛50頭にこれらのモデルを適用したところ、発情あるいは授精適期アラートに合わせたタイミングで人工授精または胚移植を実施した牛（15頭）では47％が受胎した。これらの結果から、繋ぎ飼育下の泌乳牛において多機能腟内センサを活用した発情検知あるいは授精適期判定は受胎率改善に有用である可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
繁殖雌牛の効率的利用および子畜増産のためには、受胎率の向上と分娩後の適切な時期に受胎させることによる分娩間隔の短縮が強く望まれている。発情を検知するウェアラブルセンサとして、発情発現時に増加する活動量を検出するシステムが開発されているが、発情行動が微弱化・不顕在化した牛や行動が制限される繋ぎ飼育下の牛では、活動量の増加による発情検知精度は低くなる。本研究では、ウェアラブルセンサと人工知能技術を活用した繁殖障害予防システムの構築のため、牛の腟温と腟内pHを連読計測できる新規無線小型多機能腟内センサと人工知能技術を活用したセンサデータに基づく新しいリアルタイム生殖機能評価手法を開発した。
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