| 研究課題/領域番号 |
23H00350
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
近藤 直 京都大学, 農学研究科, 名誉教授 (20183353)
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| 研究分担者 |
鈴木 哲仁 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00723115)
大土井 克明 京都大学, 農学研究科, 助教 (90372557)
黒木 信一郎 京都大学, 農学研究科, 教授 (00420505)
小川 雄一 京都大学, 農学研究科, 准教授 (20373285)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
47,710千円 (直接経費: 36,700千円、間接経費: 11,010千円)
2025年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2024年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2023年度: 22,750千円 (直接経費: 17,500千円、間接経費: 5,250千円)
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| キーワード | 地域ブランド牛創出 / 多入力多出力系情報解析 / 血中ビタミンA簡易計測 / ストレス計測 / メタンガス回収 / 和牛 / 精密畜産 / ビタミンA / メタンガス / ストレス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スマート化が遅れている畜産において消費者の需要に応じた地域や農家の戦略に基づき，カスタマイズして導入可能となるセンサ群の技術を確立するため，まず，健康管理に重要なビタミンAセンサ(2種類)の実用化を目指す。同時に，これまで困難だったストレス計測，および肥育牛に与えられる種々の刺激情報の収集により，ばらつきのある個々の肥育牛の肉体的・精神的健康管理の行えるシステムの構築を行う。さらに小規模であるが故に可能となるメタンガスの回収，糞尿の分散型処理と再利用を牛舎で行うことで，海外の「Wagyu」生産との差別化を視野に入れ，我が国の農家に提案可能な持続的「和牛」生産を目指す。
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| 研究実績の概要 |
農家の規模や要望に応じたカスタマイズ可能な健康・ストレス診断用センサ群の開発においてVA計測カメラについては輝板色(眼底色)，瞳孔色(眼球内散乱色)，眼球表面の光散乱強度，瞳孔収縮速度の4 つの特徴量を抽出しVA値を推定した。手持ちカメラとして撮影した場合に撮影条件のバラツキから期待される推定精度が得られなかった。そこで，移動可能な固定枠を試作し同一条件下で撮影できるようにして来年度も継続して計測する。血液中レチノール蛍光分光光度計での生血液１滴のEEMデータの計測によるVA推定においては，プラズマフィルタ（血球除去フィルタ）を通した試料を用いて測定したところ精度向上（R2=0.93）が確認された。
次にメタンガス，糞尿の回収および再利用を可能とする環境負荷低減技術の開発においては，発酵槽内の状態を観察すると撹拌により基質の膨張を抑えることができていなかった．これは撹拌羽根の位置が低すぎたためと考えられる．これらのことから，試験用発酵槽では撹拌羽根を複数設置し，連続投入フェーズでの基質膨張を抑えることとした．
最後に地域のブランド戦略や環境条件に応じた和牛生産のための多入力多出力系情報解析については，余剰飼料摂取量 (Residual Feed Intake, RFI)と枝肉格付形質との関係を検討したところ，BMS（脂肪交雑基準値）や枝肉歩留まりに良好な関係があり，選抜において好ましい関係が明らかとなった。また，血中ビタミンA濃度の推移とBMSの関係については30IU/ｍL程度までは肥育中期に低下させることが良好な効果を持つものの，低下させすぎても効果がないことが明らかとなった。最終年度には行動因子と環境因子の情報が蓄積されることから最終的には総合的な解析を実施する。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
VA計測カメラについては，これまで手持ち式であった瞳孔撮影カメラで撮影者のスキルや撮影環境による画像のばらつきが大きいことが明らかになったため，可搬型および水飲み場での固定型の2方式を比較することを目指し，牛房柵へ設置する固定フレームおよびカメラ保護カバーの設計を行った。撮影トリガーとして距離センサを用いて飲水時に自動的に撮影を開始できるようにし，固定フレームにはカメラの着脱，ウシの成長に応じたカメラ位置および角度の調整，外乱光の遮光，カメラや距離センサの防護を可能とする機構を組み込んだ。
血液中レチノール蛍光分光光度計での生血液１滴のEEMデータの計測によるVA推定については全血およびプラズマフィルタによる血漿抽出物の蛍光分析において、線形・非線形のモデル選択、気温などの各種入力条件などによる推定性能の差異を検証し、推定モデルの改善を行った。
メタンガス，糞尿の回収および再利用を可能とする環境負荷低減技術の開発においては，基礎的な条件設定が完了し順調に進捗している。牛からのメタンガス産生量を正確に測定するために，牛房（牛2頭が入っている囲い）の上にテントを設置して一定時間メタン濃度計測をする実験系を試作した。撹拌条件（ファンのサイズ、個数、位置など）の最適化により濃度挙動を安定させることができ、条件によって10分後濃度や序盤の上昇挙動を理論値に近くなるように調整することができた。その結果，肥育牛からの推定メタン排出量は1頭当たり約170～270L/dayとなり，調査した文献値（250L/day：肥育牛）に近い値が得られた。
地域のブランド戦略や環境条件に応じた和牛生産のための多入力多出力系情報解析については，これまでに得られていた情報の解析を実施し，新たな関係性を明らかにし公表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
VA計測カメラについては撮影条件を一定にするためカメラを水飲み場に固定し，複数回の写真を撮影して解析を実施する。併せて可搬式で撮影を実施した場合の撮影条件の必須項目の検討を実施し，利用性の高い普遍的な撮影条件を確立する。
メタンガス，糞尿の回収および再利用を可能とする環境負荷低減技術の開発においては，基礎的な条件設定を大きくし，より実用化に向けたプラントでのデータ解析を行う。
地域のブランド戦略や環境条件に応じた和牛生産のための多入力多出力系情報解析については，行動因子（加速度センサによる行動解析データ）と環境因子（気温や湿度等の気象情報）の情報が年度中に必要頭数蓄積されることから最終的にはこれらを加味した総合的な解析を実施する。
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