行動的特徴を用いた動物の個体識別手法の基礎検討

• 研究課題/領域番号: 22K12112
• 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61020:ヒューマンインタフェースおよびインタラクション関連
• 研究機関: 宮城大学
• 研究代表者: 鈴木 優 宮城大学, 事業構想学群, 准教授 (70612779)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: アニマルコンピュータインタラクション / 個体識別 / AI / 行動的特徴

研究開始時の研究の概要

飼育されている全ての動物の生活の質を向上させるために，動物の立場に立ち，動物に対して与える痛みや苦痛，制限を最小限に抑えるという考え方はアニマルウェルフェアと呼ばれる．複数の動物が飼養される環境においては，アニマルウェルフェアの観点から，動物を適切に飼養するためには個体毎の管理が重要であり，動物の個体識別が必要である．そこで，本研究では行動的特徴を用いた動物の個体識別手法の開発に挑戦する．動物にストレスや制約を課さないように，動物の自然な動きを用いることや非侵襲的な手段を用いること等を技術的な達成目標とし，実際の動物に使用可能な個体識別手法の設計とシステム開発，及び試用実験を実施する．

研究実績の概要

飼養されている全ての動物の生活の質を向上させるために，動物の立場に立ち，動物に対して与える痛みや苦痛，制限を最小限に抑えるという考え方はアニマルウェルフェアと呼ばれ，国際的に認知されている．牧場や動物園等の複数個体が飼養される環境では，アニマルウェルフェアの観点から，動物を適切に飼養するために個体毎の管理が重要であり，動物の個体識別が必要である．よって，本研究では行動的特徴を用いた動物の個体識別手法の開発を目的とし，動物の自然な動きを用いることや非侵襲的な手段を用いること等を技術的な達成目標とする．
令和5年度は，研究代表者が当時所属していた機関の近隣にある動物園の協力を得て，個体識別の対象として選定したフラミンゴとロバの2種類の動物の行動を約6ヶ月にわたって記録した．それぞれが飼養されているエリアを囲むように複数台のスマートフォンを設置し，カメラ機能を用いて動物の行動を立体的に撮影した．動物園の飼育員からの助言を基に動物を撮影するタイミングを決定し，スマートフォンのタイマー機能や遠隔操作機能等を用いて適切なタイミングでの撮影を実現した．
また，記録した映像を用いてフラミンゴの個体識別のための行動データセットを作成した．行動データセット作成のための個体の判定にはフラミンゴに装着されている脚環を用いた．脚環の識別にはAIによる画像処理と手作業による修正を併用することで誤りの削減を試みた．開発した個体識別システムとフラミンゴの行動データセットを用いて個体識別を試行した結果，適合率に課題があるものの，技術的な実現可能性を示唆する結果を得ることができた．

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度の当初計画であった，動物の行動記録の実施と，データセットの作成，個体識別システムのプロトタイプ開発は実施できた一方で，個体識別の適合率に課題が残っていることから，研究全体の進捗としては僅かな遅れが生じていると認識している．また，この遅れにより研究成果の外部発表にも遅れが生じている（ソフトウェア系の国際会議に論文を投稿済みで現在は査読中）．

今後の研究の推進方策

個体識別の適合率に関する課題は，令和5年度に作成したフラミンゴの個体識別のためのデータセットと個体識別システムを改良することで改善できる見込みである．また，今後はそれらの知見を活用してロバの個体識別システムを開発すると共に，それらの研究成果を速やかに学術会議等にて発表する．