(57)【要約】【課題】家畜の発情状態検出方法、家畜の発情状態検出装置および家畜の発情状態検出システムを提供する。【解決手段】家畜の発情状態検出方法を、検査対象である家畜の膣内の体温および電気抵抗値を含むデータを取得し、取得したデータに基づいて、体温および電気抵抗値の時間変化を特定し、あらかじめ生成した発情状態にある検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンを用いて、特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行い、パターンマッチングの結果に基づいて、検査対象である家畜の発情状態を検出する家畜の発情状態検出方法とする。【選択図】図５
2018113904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である家畜の膣内の体温および電気抵抗値を含むデータを取得し、
前記取得したデータに基づいて、前記体温および前記電気抵抗値の時間変化を特定し、
あらかじめ生成した発情状態にある前記検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンを用いて、前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行い、
前記パターンマッチングの結果に基づいて、前記検査対象である家畜の発情状態を検出する
家畜の発情状態検出方法。
【請求項２】
前記パターンマッチングにおいて、前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化を、前記あらかじめ生成した前記パターンに合わせてアライメントする、ことを特徴とする請求項１に記載の家畜の発情状態検出方法。
【請求項３】
前記パターンマッチングにおいて、前記特定した体温および電気抵抗値と、前記特定した体温および電気抵抗値の積を用いて、前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行う、ことを特徴とする請求項１または２に記載の家畜の発情状態検出方法。
【請求項４】
前記データのうち取得できなかったデータの代わりに取得済みのデータを用いて、前記パターンマッチングに使用される前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化を特定する、ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の家畜の発情状態検出方法。
【請求項５】
検査対象である家畜の膣内の体温を測定する体温測定部と、
前記膣内の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定部と、
前記測定した体温および電気抵抗値を、前記検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンとのパターンマッチングのために出力する出力部と
を有する家畜の発情状態検出装置。
【請求項６】
検査対象である家畜の膣内の体温を測定する体温測定部と、前記膣内の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定部と、前記測定した体温および電気抵抗値を出力する出力部とを有するプローブと、
前記プローブから前記測定した体温および電気抵抗値を取得する取得部と、前記取得したデータを処理する処理部とを有する情報処理装置と、
を有する家畜の発情状態検出システムであって、
前記処理部は、
前記体温および前記電気抵抗値の時間変化を特定し
あらかじめ生成した発情状態にある前記検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンを用いて、前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行い、
前記パターンマッチングの結果に基づいて、前記検査対象である家畜の発情状態を検出する
ことを特徴とする家畜の発情状態検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜の発情および生理学的状態を監視する家畜の発情状態検出方法、家畜の発情状態検出装置および家畜の発情状態検出システムに関し、家畜の膣内の温度、抵抗値、活動を感知することで家畜の発情やその他の生理学的状態を監視するための、自己学習機能を有する新しいパターン認識に基づくアルゴリズムと無線プローブを利用する家畜の発情状態検出方法、家畜の発情状態検出装置および家畜の発情状態検出システムを提供する。
【背景技術】
【０００２】
農業において、家畜の発情期を特定することは、家畜の交配を効率よく行う上で必要である。そこで、家畜の行動の傾向に基づいて発情期を特定する技術が提案されている（特許文献１）。また、オスや他のメスによるメスへのいわゆるマウンティング行動に対して静止するスタンディング行動を検知することで、メスが発情期にあることを特定する技術が提案されている（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５０４０５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１５７０８４号公報
【特許文献３】米国特許第６２３６３１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の技術では、家畜の発情期に伴う行動に基づいて発情期にあるか否かを特定するため、家畜の発情期がどの期間に発生しているかと特定することはできない。一般に家畜の発情期は時間が限られているため、発情期の始期と終期を特定することは、家畜の交配を効率よく行う上で必要となるが、上記の技術では家畜の発情状態を精度よく検出することはできない。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、家畜の発情状態を精度よく検出することに資する家畜の発情状態検出方法、家畜の発情状態検出装置および家畜の発情状態検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本件開示の家畜の発情状態検出方法は、検査対象である家畜の膣内の体温および電気抵抗値を含むデータを取得し、取得したデータに基づいて、体温および電気抵抗値の時間変化を特定し、あらかじめ生成した発情状態にある前記検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンを用いて、前記特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行い、パターンマッチングの結果に基づいて、検査対象である家畜の発情状態を検出する。これにより、家畜の発情状態を従来の技術より精度よく検出し、人工授精に好適なタイミングを決定し、繁殖効率を上げることができる。
【０００７】
また、パターンマッチングにおいて、特定した体温および電気抵抗値の時間変化を、あらかじめ生成したパターンに合わせてアライメントしてもよい。また、パターンマッチングにおいて、特定した体温および電気抵抗値と、特定した体温および電気抵抗値の積を用いて、特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行っても
よい。さらに、データのうち取得できなかったデータの代わりに取得済みのデータを用いて、パターンマッチングに使用される特定した体温および電気抵抗値の時間変化を特定してもよい。
【０００８】
また、本件開示の家畜の発情状態検出装置は、検査対象である家畜の膣内の体温を測定する体温測定部と、膣内の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定部と、測定した体温および電気抵抗値を、検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンとのパターンマッチングのために出力する出力部とを有する。
【０００９】
また、本件開示の家畜の発情状態検出システムは、検査対象である家畜の膣内の体温を測定する体温測定部と、膣内の電気抵抗値を測定する電気抵抗値測定部と、測定した体温および電気抵抗値を出力する出力部とを有するプローブと、プローブから測定した体温および電気抵抗値を取得する取得部と、取得したデータを処理する処理部とを有する情報処理装置と、を有する家畜の発情状態検出システムであって、処理部は、体温および電気抵抗値の時間変化を特定し、あらかじめ生成した発情状態にある検査対象と同種の家畜の膣内の体温および電気抵抗値の変化のパターンを用いて、特定した体温および電気抵抗値の時間変化に対するパターンマッチングを行い、パターンマッチングの結果に基づいて、検査対象である家畜の発情状態を検出する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、家畜の発情状態検出方法、家畜の発情状態検出装置および家畜の発情状態検出システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る情報処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、一実施形態に係る無線プローブの一例を模式的に示す図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態に係る無線プローブの薄膜電極サポートを示す概略構成図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、一変形例に係る無線プローブの薄膜電極サポートを示す概略構成図である。
【図５】一実施形態に係るサーバが実行する処理のフローチャートである。
【図６】一実施形態に係るサーバが図４の処理に続いて実行する処理のフローチャートである。
【図７】一実施形態において特定されるウシの膣内の体温および電気抵抗値の時間変化を例示するグラフである。
【図８】別の実施形態に係るサーバが実行する処理のフローチャートである。
【図９】別の実施形態に係るサーバが図７の処理に続いて実行する処理のフローチャートである。
【図１０】一実施形態におけるウシの膣内の体温の時間変化を例示するグラフである。
【図１１】一実施形態におけるウシの膣内の体温および電気抵抗値の時間変化を例示するグラフである。
【図１２】一実施形態において異なるウシの膣内の電気抵抗値の時間変化を例示するグラフである。
【図１３】一実施形態において異なるウシの膣内の体温の時間変化を例示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一般に、妊娠していない雌牛は、通常３週間（１８〜２４日間）ごとに発情、すなわち
体温の上昇が表れ、雄牛や他の牛によるいわゆるマウンティングやライディングに対して静止して積極的に受け容れるようになる（スタンディング）。ただし、発情期間は２０時間以上継続する一方で、人工授精が成功する時間は非常に短いのが現実である。発情は、環境などの種々の要因の影響を受ける、複雑な生理学的行動である。体温の上昇が始まってから最初の１２〜１８時間以内にスタンディングが生じる。しかし、排卵はスタンディング発情の期間の終わり近く、あるいはその期間から６〜１０時間経過後に行われるのが通常である。
【００１３】
実際、３０％以上の雌牛は、発情の継続時間が８時間に満たず、そのうちの半数（全体の１５％）は、発情状態の継続時間が４時間未満である。未経産雌牛の場合は、約半数の発情状態の継続時間は１６時間より長く、３５％の発情状態の継続時間は９〜１６時間、１５％の発情状態の継続時間は８時間未満である。
【００１４】
発情の期間が短いほど、授精率は低下する。人工授精を成功させて授精率を高めるには、排卵期間を正確に予測しなければならない。発情は、複雑な生理学的行動と結びついているため、当該予測は非常に難しいが、農業に従事する者にとっては重要である。例えば、発情を追跡できないことが原因で損失が発生する懸念がある。このため、発情の状態の検出を支援するさまざまな機器が実用に供されている。
【００１５】
最も簡易な方法は、目視による観察であるが、経験豊かな農業従事者や多大な労力が必要となる。通常、１日に数回、目視による観察を行い、雌牛の体温が上昇しているか否かを判断する。このような観察は１回に３０分以上かける必要がある。しかし、このような観察を適切に行えるか否かは、農業従事者の経験に依るところが大きく、また発情は夜間に始まることが多い。したがって、目視による観察については、その信頼性や時間分解能は低い可能性もある。また、同時に多数の雌牛を観察する場合は、１頭に割り当てられる時間が短くなる。観察を支援する目的で、マーカなどを用いてマウンティングを記録することもある。例えば、去勢された雄牛の顎に、金属製のボール弁が設けられた塗料の入った容器を取り付ける。そして、雄牛が雌牛に乗りかかると、塗料のマークが発情した雌牛の背中に付着する。しかし、雄牛は農場で最も危険な動物とされており、家畜に関連する死亡事故の半数以上が、雄牛が原因でもある。
【００１６】
また、雌牛や未経産雌牛に、粘着性のあるヒートパッドやチョーキングを利用する場合もある。この場合、雌牛が雄牛にマウンティングをされると、パッドが作動したりチョークが剥がれ落ちたりする。しかし、別の理由でパッドが作動したりチョークが剥がれ落ちたりすることもあるため、この方法は正確でないことも多い。
【００１７】
発情している雌牛は、落ち着きがないことがわかっている。長期間の観察において発情の開始を特定するのに、歩数計が用いられることもある。フリーストールの牛舎において、発情状態にある雌牛の移動距離は、発情期にない雌牛の移動距離に比べて約２．７５倍であるという結果もある。また、歩数計を用いた発情の検出の精度は、農場やその他の環境条件に大きく左右される。雌牛が牛舎で飼育されているか放牧されているかによって、歩数計による発情の特定の精度は大きく変わる。
【００１８】
このように、適切な授精時期を特定することは牛を飼育する農業従事者にとって重要なことでありながら、上記の種々の従来手法では、適切な授精時期を特定することが難しい。
【００１９】
発情時期の特定に関連する要素として、時間分解能が挙げられる。時間分解能は、効率のよいシステムの構築や高い授精率の達成の鍵を握る要素である。高い授精成功率（８０％など）を達成するには、授精のタイミングを正確に特定する必要がある。授精成功率が
５０％を超える期間は、わずか約２４時間である。手動で行う場合であれセンサを用いる場合であれ、移動データから最適な授精のタイミングを見つけることは、特に難しい作業である。
【００２０】
雌牛の落ち着きがなくなり始める時間と排卵のタイミングとの間の時間的な関連性は、必ずしも明確に表れるわけではなく、家畜の種類や繁殖期の周期によって大きく変化する。行動の変化以外には、発情を示唆するいくつかの生理学的な指標が挙げられる。その指標のうちの２つが、体温と膣内の電気抵抗値であり、既に科学文献において確証のある指標である。しかし、理論上は精度が高い指標であるが、実用上の問題があることから、当該指標を用いた発情期の特定の実現は難しい。そのような理由から、これらの指標を用いる商用システムは少なく普及していないのが現状である。
【００２１】
体温および膣内の電気抵抗値からは、最適な授精のタイミングを決定することができる極値が得られる。健康な雌牛は、発情期に入ると、外陰が膨張して粘液の顕著な排出が伴う。これは、体温の上昇期に卵巣で生成される性ホルモンのエストロゲンと関連している。この結果、膣内の電気抵抗値が減少して最小値（周波数に依存する減少で、少なくとも１５〜２０％の減少）を示す。また、膣内温度は、体温上昇の開始時に最低となり、その後上昇して最高値を示す。膣内の電気抵抗値が最小値を示し、膣内温度が最高値を示すときに、排卵を司る黄体形成ホルモンの急激な増加が発生しており、少なくとも人工授精に最適なタイミングに非常に近い時期であるといえる。
【００２２】
排卵は、黄体形成ホルモン量が最大となった後に膣内温度が最低値に達する現象と密接に関連している。本発明では、発情やその他の生理学的な状態を監視して検出する上で単一の指標を用いず、体温と電気抵抗値を同時に監視する。また、本発明では、パターン指向のアルゴリズムを用いることで、特に未経産雌牛に重要な授精に好適なタイミングをリアルタイムに検出することが可能となる。さらに、特定の動物から得られた発情期間のデータを検出結果に含めることで、自己学習により新しいアルゴリズムを生成することができる。このことは、農業従事者は試行を繰り返すことなく、失敗せずに温度の上昇を検出することを望んでいると考えられる点を踏まえると、この新しいアルゴリズムの生成は特に有用であるといえる。いずれの検出アルゴリズムおよび従来にはない無線センサにより、本発明に係るシステムが構築される。
【００２３】
以下に本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態における情報処理システム１の一例を示す概略構成図である。なお、情報処理システム１が家畜の発情状態検出システムの一例である。情報処理システム１は、無線プローブ１００およびサーバ２００を有する。なお、無線プローブ１００が家畜の発情状態検出装置の一例である。図１に示す、本実施形態における無線プローブ１００は、温度センサ１０１、バイブレータ１０２、加速度計１０３、通信モジュール１０４、抵抗値測定用電極１０５を有する。なお、温度センサ１０１が体温測定部の一例であり、通信モジュール１０４が出力部の一例であり、抵抗値測定用電極１０５が電気抵抗値測定部の一例である。また、図１に示すように、サーバ２００は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）２０１、Random Access Memory（
ＲＡＭ）２０２、Read-Only Memory（ＲＯＭ）２０３、通信モジュール２０４、Hard Disc Drive（ＨＤＤ）を有する。サーバ２００にはモニタ３００が接続され、以下に説明す
るサーバ２００の処理の結果得られるグラフやメッセージなどがモニタ３００に表示される。無線プローブ１００とサーバ２００は、図示しない周知の無線ネットワークを経由して互いに接続されている。無線プローブ１００とサーバ２００は、それぞれ通信モジュール１０４、２０４によって互いに無線通信を行う。
【００２４】
本実施形態において、バイブレータ１０２は、その振動によって無線プローブ１００がウシの膣内に挿入されたときの生体組織との接触を良くするために用いられる。また、加
速度計１０３は、無線プローブ１００が挿入されるウシの活動状態を加速度を基にモニタするために用いられる。
【００２５】
本実施形態において、無線プローブ１００は、ウシの膣内に挿入される。無線プローブ１００が生成するデータは、無線信号として、無線プローブ１００から直接あるいは１つ以上の中継機を経由してサーバ２００に送信される。サーバ２００は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ２０３に記憶されている種々のプログラムをＲＡＭ２０２に展開して実行することで、後述する処理を実行する。サーバ２００が無線プローブ１００から受信するデータやＣＰＵ２０１の処理によって生成されるグラフは、一例としてＨＤＤ２０５に記憶される。サーバ２００が無線プローブ１００から受信する生データや、サーバ２００による処理済みのデータは、必要に応じて電話やコンピュータなどの他の端末や装置で表示および共有できる。
【００２６】
無線プローブ１００の本体の全長は、５０ｍｍ〜２００ｍｍであり、直径は５〜２０ｍｍである。無線プローブ１００の抵抗値測定用電極１０５は集積電極であり、膣内の電気抵抗値の測定に用いられる。集積電極には、従来のバルク金属または薄膜型の金属が用いられる。薄膜型の金属を用いた電極は、マイクロ加工により製造できるため、他の製造方法に比べて低コストである。バルク金属は円環型に形成することができ、チタン（Ｔｉ）、ステンレス金属、その他の生体適合性を有する導電材料を用いて製造することができる。本発明の無線プローブには、２つ以上の電極が必要であるが、従来の電極は本発明の電極に比べて大きいだけでなく、ウシに挿入する前に洗浄する必要があり、時間がかかったり現場では洗浄できなかったりした。そこで、本発明における無線プローブの電極には、薄膜電極も用いることができる。
【００２７】
薄膜電極は、使い捨て可能であるため洗浄が不要である。一般的な薄膜電極は、ポリマー上や、ポリイミドシードなどのフレキシブル基板上に形成できる。電極の厚さは数〜１００マイクロメートルであり、横寸法はリソグラフィによるパターン形成における制約（１マイクロメートルより大きい）があるだけである。電極の素材は、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、その他の生体適合性を有する高伝導率材料が上げられる。薄膜電極は、無線プローブの一部である器具を用いて無線プローブに組み込まれる。マイクロ加工により、薄膜電極を多重電極にすることもできる。薄膜電極の構造は、電極と膣粘液との間にノイズが生じないようにすることを目的として、円環型だけでなく、ドット型やその他の分散型などの構造が採用される。
【００２８】
抵抗値測定用電極１０５の電極表面は、ウシの膣内において膣粘液との接触面積を確保する必要がある。当該面積が小さい場合は、本実施形態における測定において、電極と膣粘液との接触においてノイズが生じる可能性があるため、無線プローブ１００には、バイブレータ１０２が設けられている。バイブレータ１０２はシステムからの命令があった場合のみ動作して振動する。バイブレータ１０２は、電極に直接組み込むこともできるし、単独の部品として無線プローブに設けることもできる。
【００２９】
発情に伴う生理学的な状態は、家畜の種類ごとに異なるだけでなく、同種の家畜においても季節や環境などによって変化する。また、発情期における発熱を自動的に検出できるシステムでなければ、農業事業者などには採用されない懸念がある。家畜の行動や生理学的な現象は、時間が経ったり新しい場所に移動するなどで変化する。また、家畜の年齢と発情との関係性も存在する。本発明のアルゴリズムにおける自己学習機能を用いることで、家畜の行動や生理学的な現象、年齢などの特性を踏まえた発情状態の検出を行うことができる。
【００３０】
図２に、本実施形態に係る無線プローブ１００を示す。図２（ａ）は、無線プローブ１
００の側面図であり。図２（ｂ）は無線プローブ１００を基端側から長手方向に見た図である。無線プローブ１００は生体適合性を有する樹脂からなる長尺状の本体部１１０を有する。本体部１１０は中空円筒形状の部材であり、温度センサ１０１、バイブレータ１０２、加速度計１０３、通信モジュール１０４を収納する収納部１２０を有する。本体部１１０の先端には後述する薄膜電極サポート１５０が、本体部１１０の先端に取り付けられる。さらに、薄膜電極サポート１５０の外周を囲むように、薄膜電極１４０が設けられている。
【００３１】
本体部１１０は樹脂材質により形成されているため熱伝導性を有する。このため、無線プローブ１００がウシの膣内に挿入されたときに、収納部１２０に収納されている温度センサ１０１は、膣内の温度を本体部１１０を介して熱電対によって測定する。また、薄膜電極１４０は、上記の抵抗値測定用電極１０５として機能する。薄膜電極サポート１５０は、本体部１１０から着脱可能に設けられている。これにより、無線プローブ１００の使用時に、薄膜電極１４０を洗浄する必要なく、薄膜電極サポート１５０を本体部１１０から取り外して薄膜電極１４０を新しい電極に簡易に交換することができる。また、本体部１１０の先端とは他端にあたる基端には蓋部１３０が設けられている。蓋部１３０は、温度センサ１０１、バイブレータ１０２、加速度計１０３、通信モジュール１０４を収納部１２０に位置決めするための位置決め部１３１を有する。本実施形態では、本体部１１０に薄膜電極サポート１５０と蓋部１３０を取り付けたときの無線プローブ１００の全長は９５〜２００ｍｍであり、直径は１５〜２０ｍｍである。
【００３２】
図３に、本実施形態に係る薄膜電極サポートの一例を示す。なお、図３（ａ）が上記の薄膜電極サポート１５０の一例の外観を概略的に示す図であり、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面を示す図である。図３（ｃ）に、薄膜電極サポート１５０および接続部１５１の外観を概略的に示す。
【００３３】
薄膜電極サポート１５０は、無線プローブ１００の先端に薄膜電極１４０を取り付けるために設けられる。薄膜電極１４０は、厚さが約１．０ｍｍのシート状の電極であり、薄膜電極サポート１５０の取り付け部１５０ｅの外周を覆うように取り付けられる。薄膜電極１４０は、取り付け部１５０ｅに取り付けられたときに、無線プローブ１００の先端１００ａ側と基端１００ｂ側とにそれぞれ電極が設けられるように構成されている。そして、無線プローブ１００がウシの膣内に挿入されたときに、これら２つの電極間における膣内粘膜の電気抵抗値が測定される。
【００３４】
取り付け部１５０ｅに取り付けられた薄膜電極１４０は、導通部１５０ａと電気的に接続される。導通部１５０ａは薄膜電極１４０との電気接点構造を有する。導通部１５０ａは、導通部１５０ａと抵抗値測定用の基板（図示せず）を電気的に接続するための接続部１５１と電気的に接続する。なお、薄膜電極サポート１５０の本体部１５０ｄには、抵抗測定用の基板を固定するための中空部である基板固定部１５０ｃと、接続部１５１を固定するための中空部である接続部固定部１５０ｂが設けられている。基板と接続部１５１は、それぞれ基板固定部１５０ｃと接続部固定部１５０ｂに挿入されることで、薄膜電極サポート１５０に固定される。
【００３５】
接続部１５１は、薄膜電極サポート１５０の導通部１５０ａと電気的に接続する導通部１５１ａを有する。また、接続部１５１は、基板と電気的に接続するための配線が接続される配線接続部１５１ｂを有する。これにより接続部固定部１５０ｂに固定された接続部１５１は、配線接続部１５１ｂおよび配線を介して、基板固定部１５０ｃに固定された基板と電気的に接続される。
【００３６】
また、図４（ａ）に、上記の薄膜電極サポート１５０の一変形例に係る薄膜電極サポー
ト１６０の外観を概略的に示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ’−Ａ’線による断面を示す図である。導通部１６０ａは、薄膜電極サポート１５０の導通部１５０ａよりも薄膜電極１４０との電気的な接触面積をより大きく確保することができる。これにより導通部１６０ａは、導通部１５０ａに比べてより確実に薄膜電極１４０と電気的に接続することができる。なお、接続部固定部１６０ｂ、基板固定部１６０ｃ、本体部１６０ｄ、取り付け部１６０ｅ、接続部１６１、導通部１６１ａは、それぞれ上記の導通部１５０ａ、接続部固定部１５０ｂ、基板固定部１５０ｃ、本体部１５０ｄ、取り付け部１５０ｅ、接続部１５１、導通部１５１ａに対応する。このため、図４における各部の詳細な説明については省略する。
【００３７】
次に、図５、６のフローチャートを参照しながら、本実施形態の情報処理システム１においてサーバ２００のＣＰＵ２０１が実行する処理について説明する。一例として、サーバ２００の電源が投入されると、ＣＰＵ２０１は、図５、６のフローチャートの処理を開始する。また、ここでは、ＣＰＵ２０１が図５、６のフローチャートの処理を開始する前に、無線プローブ１００がウシの膣内に挿入されていると想定する。無線プローブ１００は、温度センサ１０１により測定されたウシの膣内の体温の測温値と、薄膜電極１４０に接続された抵抗値測定用の基板により測定されたウシの膣内粘膜の電気抵抗値と、加速度計１０３によって測定された加速度値を含むデータを無線モジュール１０５からサーバ２００に送信する。本実施形態では、発情状態にあるウシの体温と電気抵抗値の変化をパターンとしてＨＤＤ２０５に記憶しておき、以下の処理ではこのパターンを識別パターンとして使用して、測定された各値の変化に対してパターンマッチングを行うことで、ウシの発情状態を検出する。なお、識別パターンは、あらかじめ取得したデータを用いて生成してもよいし、以下に説明する処理において無線プローブ１００から出力される測定値を用いてＨＤＤ２０５に記憶された識別パターンを修正してもよい。
【００３８】
ＯＰ１０１において、ＣＰＵ２０１は、無線プローブ１００から上記のデータを無線モジュール２０４によって受信する。次いで、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ２０２に進める。ＯＰ１０２において、これまでに無線モジュール１０５から受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズ以上であるか否かを判定する。また、ＯＰ１０２において、ＣＰＵ２０１は、これまでに無線モジュール１０５から受信したデータがグラフ表示用としてアライメントされているか否かを判定する。受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズ以上であり、かつデータがアライメントでない場合は（ＯＰ１０２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ１０３に進める。一方、受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズ未満であるか、データがアライメント済みである場合は（ＯＰ１０２：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ１０４に進める。
【００３９】
ＯＰ１０３において、ＣＰＵ２０１は、これまでに受信したデータ（測定データ）を当該データに基づく体温と電気抵抗値の日次平均に合わせてアライメントする。次いで、ＯＰ１０４において、ＣＰＵ２０１は、受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズを超えるか否かを判定する。受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズを超える場合は（ＯＰ１０４：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ１０５に進める。一方、受信したデータの合計のデータサイズが、識別パターンのサイズを超えない場合は（ＯＰ１０４：Ｎｏ）、処理をＯＰ１１０に進める。
【００４０】
ＯＰ１０５において、ＣＰＵ２０１は、これまでに受信したデータのフィッティング誤差を測温された体温、電気抵抗値、それらの積についてそれぞれ算出する。フィッティング誤差を算出することで、例えば、家畜が疾病にかかっている場合などの発熱やホルモン異常などの状態が発情としてみなされないようにすることで、より精度の高い発情状態の検出が可能となる。次いで、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ１０６に進め、測温された体温のフィッティング誤差が閾値Ａ未満であるか、電気抵抗値のフィッティング誤差が閾値Ｂ未
満であるか、上記の積のフィッティング誤差が閾値Ｃ未満であるかを判定する。いずれかのフィッティング誤差が閾値未満である場合は（ＯＰ１０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ１０７に進める。
【００４１】
ＯＰ１０７において、ＣＰＵ２０１は無線プローブ１００が挿入されているウシについての発情の警告を生成し、生成した警告をモニタ３００に表示する。次いで、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ１０８に進める。ＯＰ１０８では、ＣＰＵ２０１は、今回の本フローチャートの実行時にＯＰ１０５において算出したフィッティング誤差が、前回の本フローチャートの実行時にＯＰ１０５において算出したフィッティング誤差を超えるか否かを判定する。今回算出したフィッティング誤差が前回算出したフィッティング誤差を超える場合は（ＯＰ１０８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ１０９に進める。一方、今回算出したフィッティング誤差が前回算出したフィッティング誤差以下である場合は（ＯＰ１０８：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ１１０に進める。本実施形態では、発情の警告を生成した後に、再度フィッティング誤差が増加した場合に、ウシが発情状態になったとみなされる。
【００４２】
ＯＰ１０９において、ＣＰＵ２０１は、無線プローブ１００が挿入されているウシが発情期に入っていることを検出した旨のメッセージを生成し、生成したメッセージをモニタ３００に表示する。次いで、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ１１０に進める。ＯＰ１１０において、これまでに受信したデータを用いて、測温された体温と電気抵抗値のグラフを更新して、グラフをモニタ３００に表示する。グラフを更新してモニタ３００に表示すると、ＣＰＵ２０１は、本フローチャートの処理を終了する。
【００４３】
図７にモニタ３００に表示される体温と電気抵抗値の日次平均のグラフの一例を示す。グラフの横軸は、排卵と相関する日数（「Days relative ovulation」）、縦軸はウシの
膣内の体温（「Temperature」）および電気抵抗値（「Resistance」）である。なお、排
卵と相関する日数とは、グラフにおいては、排卵日を基準（図中「０」）にして、排卵前後の日を示す（図中「１」、「２」、「−１」、「−２」など）このようにモニタ３００に表示されるグラフによって、無線プローブ１００によって測温した体温と電気抵抗値の相関関係を視覚的に把握することができる。なお、グラフに表示する日次平均としては、少なくとも３、４日の平均値を算出するよう構成するのが好適である。
【００４４】
次に、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態においては、ＣＰＵ２０１は、図５、６に示すフローチャートの代わりに図８、９に示すフローチャートの処理を実行する。なお、図９の「４」は図５の「４」に接続する。本実施形態では、無線プローブ１００からデータが受信される度にデータに無線プローブ１００が挿入されているウシを識別するＩＤが付与されてＨＤＤ２０５にデータラインごとに記憶される。なお、本実施形態では、発情状態を監視する複数のウシにそれぞれ無線プローブ１００を挿入し、サーバ２００において、各監視対象のウシごとに以下の処理を実行することで、複数のウシの発情状態を同時に監視することができる。ただし、以下の説明では、１頭の監視対象のウシについて実行される処理について説明する。以下の処理を複数の監視対象のウシについて同時に実行することで、複数のウシの発情状態を同時に監視することができる。
【００４５】
ＯＰ２０１において、ＣＰＵ２０１は、測温された体温と電気抵抗値のグラフを表示するサーバ２００のユーザインターフェイスを特定し、特定したユーザインターフェイスを使用してモニタ３００にグラフを表示する。ＯＰ２０２において、無線プローブ１００から受信したデータを用いて、測温された体温と電気抵抗値の１日の累積平均を含むデータを読み込む。次いで、ＯＰ２０３において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２０２において読み込んだデータを用いて、後でＯＰ１０２、ＯＰ１０４において使用される識別パターンを作成する。
【００４６】
次いで、ＯＰ２０４において、ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０５に記憶されているデータのうち無線プローブ１００から新たに受信したデータのデータラインの読み込みを試行する。次いで、ＯＰ２０５において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２０４のデータラインの読み込み試行により新しいデータを利用できるか否かを判定する。新しいデータが利用できる場合は（ＯＰ２０５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２０６に進める。一方、新しいデータが利用できない場合は（ＯＰ２０５：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は処理をＯＰ２０４に戻し、新しいデータが利用できるまでデータラインの読み込み試行を繰り返す。
【００４７】
ＯＰ２０６において、ＣＰＵ２０１は、データラインのＩＤが監視対象のウシを示すＩＤであるか否かを判定する。データラインのＩＤが正しい、すなわち無線プローブ１００が挿入されているウシであることを示すＩＤである場合は（ＯＰ２０６：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２０７に進める。一方、データラインのＩＤが所定のＩＤで始まっていない場合は（ＯＰ２０６：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２０８に進める。
【００４８】
ＯＰ２０７において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２０４において読み込んだデータラインを破棄し、処理をＯＰ２０９に進める。また、ＯＰ２０８において、ＣＰＵ２０１は、測温された体温と電気抵抗値のグラフを作成する上での最初のデータを追加し、処理をＯＰ２０９に進める。
【００４９】
ＯＰ２０９において、ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０５から新しいデータラインを読み込む。次いで、ＯＰ２１０において、ＣＰＵ２０１は、読み込んだデータラインが空であるか否かを判定する。データラインが空の場合は（ＯＰ２１０：Ｙｅｓ）、サーバ２００が新しいデータを無線プローブ１００から受信していないため、ＣＰＵ２０１は本フローチャートの処理を終了する。データラインが空でない場合は（ＯＰ２１０：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２１１に進める。
【００５０】
ＯＰ２１１において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２０９において読み込んだデータラインのＩＤが監視対象のウシのＩＤではないかどうかと、当該データラインのデータが示す測温された体温が３７．５℃から４０．０℃の間の値であるかを判定する。読み込んだデータラインのＩＤが選択されたＩＤではない場合、または測温された体温が３７．５℃から４０．０℃の間の値である場合は（ＯＰ２１１：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２０９に戻す。一方、読み込んだデータラインのＩＤが監視対象のウシのＩＤである場合、または測温された体温が３７．５℃から４０．０℃の間の値ではない場合は（ＯＰ２１１：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２１２に進める。
【００５１】
ＯＰ２１２において、ＣＰＵ２０１は、グラフを作成する上で抜けているデータが存在するか否かを判定する。本実施形態では、無線プローブ１００からサーバ２００にデータが送信される際に、通信環境の変化などが原因でデータが正常に送信されず、データが抜けてしまう可能性がある。本実施形態では、グラフの作成に使用されるデータのうち抜けてしまっているデータが存在するか否かが判定される。例えば、ＣＰＵ２０１は、グラフを作成するために使用するデータのデータラインのＩＤに不連続となるＩＤが存在するか否かを判定する。抜けているデータが存在する場合は（ＯＰ２１２：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２１３に進める。抜けているデータが存在しない場合は（ＯＰ２１２：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２１４に進める。
【００５２】
ＯＰ２１３において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２１２で抜けていると判定されたデータをＨＤＤ２０５から取得してグラフを作成するデータに追加する。なお、ここでは、ＣＰＵ２０１は、ＨＤＤ２０５に記憶されているデータを用いて線形補間などの周知の補間方法によりデータを追加する。ＯＰ２１４において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２０９において読
み込んだデータを新しいデータとしてグラフを作成するデータに追加する。次いで、ＯＰ２１５において、ＣＰＵ２０１は、ＯＰ２１４において追加したデータが示す体温が３９．５℃を超えているか否かを判定する。体温が３９．５℃を超えている場合は（ＯＰ２１５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２０１は、処理をＯＰ２１６に進める。一方、体温が３９．５℃を超えていない場合は（ＯＰ２１６：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、処理を図５のＯＰ１０２に進める。ＯＰ１０２以降の処理は、上記の実施形態と同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５３】
本発明における発明者らは、黄体ホルモンの急激な変化が表れる直前の４日間に発情に関連する情報が集中して生じることを見出した。図１０に、本実施形態において、体温の変化についてパターンマッチングにより得られるグラフの一例を示す。図１０に示すように、本実施形態では、グラフから求まる極値（１、２、３）の位置に基づいてウシの発情状態が判定される。なお、図１０においては、図中の極値で示される期間にウシが発情状態である。例えば、最初の極値（図中「１」）を基準とし、次の極値（図中「２」）で基準から−０．３℃、次の極値（図中「３」）で基準から＋０．２℃の変化を示す場合に発情状態にあると判定される。極値がどのように変化したときに発情状態にあると判定するかは、ウシの個体差があるため、各ウシごとに異なる基準で極値の変化が判定される。
【００５４】
また、図１１に上記の無線プローブ１００を用いて取得されたデータに基づく、１６日間にわたるウシの膣内の体温（「Vaginal temperature」）の変化および電気抵抗値（「Cond. change」）の変化の一例を示す。なお、図中、「Front」はウシの膣口から見て膣の奥側を、「Rear」は膣の手前側をそれぞれ示す。また、「PGF 2α injection」は、監視
対象のウシに発情用ホルモンが注射されたことを示す。この注射によって、ウシの発情が誘起される。図１１に示すように、上記の処理によって発情状態（「Estrus」）や排卵（「Ovulation」）を検出することができる。また、図１２、１３に、６頭のウシ（「Cow 9213」「Cow 70」「Cow 5779」「Cow 6957」「Cow 71」「Cow 72」）に対して無線プロー
ブ１００を用いて取得されたデータに基づく、膣内の体温（「Temperature」）の変化（
図１３）および電気抵抗値（「Resistance」）の変化（図１２）の一例を示す。図１２、１３に示すように、上記の処理によって、６頭のウシ「Cow 9213」「Cow 70」「Cow 5779」「Cow 6957」「Cow 71」「Cow 72」の発情状態が、それぞれ「A」「B」「C」「D」「E
」「F」に示すタイミングで検出されている。このように、本発明によれば、ウシの膣内
の体温と電気抵抗値の２つの変数を組み合わせて用いることで、従来よりも精度の高い発情状態の検出を実現することができる。
【００５５】
以上が本実施形態に関する説明であるが、上記の情報処理システムの構成は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想と同一性を失わない範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、無線プローブ１００により取得されたウシの膣内の体温および電気抵抗値のデータをサーバ２００が受信して処理をするが、サーバ２００により実行される処理を無線プローブが実行できるように無線プローブを構成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１００  無線プローブ
１４０  薄膜電極
２００  サーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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