2023 Fiscal Year Final Research Report

Non-destructive measurement method that overcomes light scattering to determine the sex of chicken eggs in early incubation

Research Project

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Project/Area Number	21K18228
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Kondo Naoshi 京都大学, 農学研究科, 教授 (20183353)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川雄一京都大学, 農学研究科, 准教授 (20373285) 鈴木哲仁三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00723115) 白神慧一郎京都大学, 農学研究科, 助教 (80795021)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords	鶏卵 / 胚成長 / 非破壊計測 / レーザー / 透過画像 / 血管
Outline of Final Research Achievements	This research aims to solve the major unsolved problem of killing 7 billion male egg-laying hens after hatching. For this purpose, we aimed to develop a sensing technology for biological phenomena in the hen's egg, which are closely related to the sex of the egg, not only by conventional transmission spectroscopy but also by advanced nondestructive measurement techniques utilizing image analysis and laser speckle technology. As a result of investigating the light transmissivity of eggshells and their relationship with hemoglobin, we showed that it is possible to visualize the egg embryo using transmission images at around 500 nm. The image analysis results showed that the area and fractal dimension of the embryo and blood vessels on the third day of egg hatching were significantly more prominent in males than in females. On the other hand, experiments showed that speckle images can also be used to measure embryonic growth through the eggshell.
Free Research Field	生物センシング工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	鶏卵の非破壊雌雄判定法は，昨今のアニマルウェルフェアの観点からも極めて重要であり，世界的にも求められている技術である。鶏卵中の胚形成が孵化後の雌雄と関係があることは示唆されていたが，その成長に伴う血液量に着目した分光学的研究に留まっていた。本研究のように，鶏卵の光透過性を考慮し，胚成長を直接評価することで雌雄との関係を明らかにした例は少ない。また卵殻には点班が存在しており，その存在が透過画像の精度を低減させていることを明確にした。さらに，これを解決する方法としてスペックルイメージングが有効であることを見出し，特許出願を行っており，社会的意義も大きい研究であると言える。