(57)【要約】以下のことによる反芻動物の生理的状態及び／又は反芻動物の動物飼料の好適性を監視する方法及びシステム：反芻活動のしるしである動物の行動を検知し；そして反芻活動のしるしである前記の時間を予め決定された時間期間にわたって累積して動物の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を維持するためのその飼料における望ましい変化の指標を与える。一つの記述される好ましい実施態様においては、動物の検知された行動は動物によってひき起こされる咀嚼行動であり、一方、予め決定された咀嚼リズムに従った動物飼料の咀嚼は摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである。第二の記述される実施態様においては、動物の検知された行動は動物の首のまわりのカラーによって検知された動物の反芻胃から動物の口への食塊の吐きもどしである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のことを含む反芻動物の生理的状態及び／又は反芻動物の動物飼料の好適性を監視する方法：
反芻活動のしるしである動物の行動を検知し；そして
反芻活動のしるしである前記の検知された行動の時間を予め決定された時間期間にわたって累積して動物の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を維持するためのその飼料における望ましい変化の指標を与える。
【請求項２】
動物の前記の検知された行動は動物によってひき起こされる咀嚼行動であり、一方、予め決定されたリズムに従った動物飼料の咀嚼は摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記の検知された咀嚼行動は動物の首によって担持された音センサにより検知される咀嚼音である請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記音センサは動物の首のまわりに付与された首バンドの上端の内側面に担持されており、前記首バンドは動物の首に対してセンサを押しつけるのに効果的な重りをその下端に含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
反芻活動のしるしである咀嚼行動の前記の予め決定されたリズムが、周期的に間隔を置かれた時間間隔で予め決定されたサンプル時間期間における咀嚼行動の数を計数し、各サンプル時間期間における咀嚼行動の計数された数を直前のサンプル時間期間における計数された数と比較し、そして二つの連続的なサンプル時間期間のそれぞれにおける咀嚼行動の計数された数が反芻活動のしるしである予め決定された範囲内にある場合にのみ両方のサンプル時間期間における咀嚼行動が反芻活動のそれであると決定することによって少なくとも部分的に決定される請求項２記載の方法。
【請求項６】
反芻活動のしるしである咀嚼行動の前記の予め決定されたリズムが単位時間あたりの咀嚼行動の数を計数し、そして計数された数を摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである予め決定された数と比較することによって少なくとも部分的に決定される請求項２記載の方法。
【請求項７】
反芻活動のしるしである咀嚼行動の前記の予め決定されたリズムが各咀嚼行動の時間を測定し、そして測定された時間を摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである予め決定された時間範囲と比較することによって少なくとも部分的に決定される請求項２記載の方法。
【請求項８】
動物の前記の検知された行動が動物の反芻胃から動物の口への食塊の吐きもどしである請求項１記載の方法。
【請求項９】
食塊の前記吐きもどしが動物の首によって担持される音センサにより検知される請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記吐きもどしが口に近い動物の喉によって担持される第一食塊センサ及び動物の胃の方向に予め決定された距離で第一センサから間隔を置かれた動物の喉によって担持された第二食塊センサにより検知され、食塊が前記第二食塊センサにより検知された後、短い予め決定された時間間隔内に前記第一食塊センサが食塊を検知する場合、吐きもどしのしるしであるとされる請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記第一及び第二食塊センサは動物の喉のまわりにバンドによって担持されたマイクロスイッチである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
反芻活動のしるしである動物の前記の検知された行動が遠隔位置にある受信機に送信される請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記遠隔位置にある前記受信機が検知された行動が即時行動を必要とする状態の存在を示す場合、アラームを発動させる請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記の予め決定された時間期間にわたって累積された前記の反芻活動の時間が最大乳生産及び動物の最適な健康のための既知の反芻時間と比較され、動物飼料において変化を起こさせるべきかどうかを決定する請求項１記載の方法。
【請求項１５】
測定された総反芻時間が動物飼料の効果的な繊維含有量を示すために及び／又は乳生産を最大化し動物の健康を維持するために効果的な繊維含有量を増大すべきか又は減少させるべきかを示すために用いられる請求項１記載の方法。
【請求項１６】
測定された総反芻時間が動物の反芻胃のｐＨを示すために、及びそれにより動物がアシドーシスにかかっているかどうかを示すために用いられる請求項１記載の方法。
【請求項１７】
動物の咀嚼時間が測定され、動物の健康状態又は連続した乳生産のための動物の好適性を示すために用いられる請求項１記載の方法。
【請求項１８】
以下のものを含む反芻動物の生理的状態及び／又は反芻動物の動物飼料の好適性を監視するための監視システム：
反芻活動のしるしである動物の行動を検知するための少なくとも一つのセンサ；及び
反芻活動のしるしである前記の検知された行動の時間を予め決定された時間期間にわたって累積して動物の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を維持するためのその飼料における望ましい変化の指標を与えるためのデータプロセッサ。
【請求項１９】
前記の少なくとも一つのセンサは動物によってひき起こされる動物の咀嚼行動を検知し、一方、予め決定されたリズムに従った動物飼料の咀嚼は摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである請求項１８記載の監視システム。
【請求項２０】
前記の少なくとも一つのセンサが動物の咀嚼音を検知するために動物によって担持された音センサである請求項１９記載の監視システム。
【請求項２１】
前記音センサは動物の首のまわりのバンドによって担持されており、そのバンドは動物の首に対して前記音センサを押しつけるための重りとしても作用する電池をも含む請求項２０記載の監視システム。
【請求項２２】
前記の予め決定された咀嚼リズムが予め決定された時間間隔あたりの各咀嚼の時間及び咀嚼数の両方を測定することによって決定される請求項１９記載の監視システム。
【請求項２３】
前記の少なくとも一つのセンサが動物の反芻胃から動物の口への食塊の吐きもどしを検知する食塊センサである請求項１８記載の監視システム。
【請求項２４】
二つの食塊センサがあり、一つの食塊センサは口に近い動物の喉に担持され、第二の食塊センサは動物の胃の方向に予め決定された距離で前記一つの食塊センサから間隔を置かれて動物の喉に担持され、前記データプロセッサは前記第二食塊センサが食塊を検知した後、短い予め決定された時間間隔内に前記一つの食塊センサが食塊を検知する場合、吐きもどしが生じたと決定する請求項２３記載の監視システム。
【請求項２５】
前記食塊センサがマイクロスイッチである請求項２４記載の監視システム。
【請求項２６】
前記データプロセッサは、嚥下及び吐きもどしの時間期間が反芻活動のしるしである予め決定された既知の範囲内でありかつ吐きもどしの間の間隔が反芻活動のしるしである予め決定された既知の範囲内でもある場合に、検知された吐きもどしは反芻活動の吐きもどしであると決定する請求項２３記載の監視システム。
【請求項２７】
前記の少なくとも一つのセンサが反芻活動のしるしである動物の前記の検知された行動に関する情報を送信するための送信機、及び前記の送信された情報を受け取るための遠隔位置にある受信機を含む請求項１８記載の監視システム。
【請求項２８】
遠隔位置にある前記受信機が検知された行動が即時行動を必要とする状態の存在を示す場合に発動されるアラームをも含む請求項２７記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野及び背景
本発明は反芻動物の生理的状態、反芻動物における可能な健康問題、動物飼料の好適性、及び／又は連続した乳生産のための動物の好適性の指標を与えるために反芻動物の特定の行動を監視する方法及びシステムに関する。本発明は乳牛を監視して、乳生産及び動物の健康について乳牛飼料を最適化するのに特に有用であり、従って本発明はこの適用に関して以下記述される。
【０００２】
畜牛の如き反芻動物は複数の室に分割された胃を持っており、その第一のものは反芻胃と称される。反芻動物は比較的多量の飼料を最小の咀嚼後嚥下して反芻胃に摂取し（反芻食塊）、反芻胃の内容物の一部を口へと周期的に吐きもどし（食塊の形態で）、そして吐きもどされた一部（食塊）を更に咀嚼し、再び嚥下して次に胃の他の室へ指向させ、そこでそれは胃中の様々な微生物の助けにより更に消化される。
【０００３】
動物飼料の含有物は乳牛における最大乳生産を作り出すための及び乳牛及び乳がでない牛の両方における最適な健康のための重要な要因である。従って、動物の食事における繊維及び粗飼料は繊維反芻、咀嚼及び唾液生産を刺激し、これらは全て搾乳動物における最大乳生産及び動物の最適な健康に必要である。動物の食事における不適当な繊維又は粗飼料は咀嚼、反芻及び唾液を減少させ、かくして乳生産を減少させ及び動物の健康をあやうくする。反芻中に動物によって生産される唾液は重炭酸塩を導き、これは反芻胃を酸に対して緩衝する作用をする。十分な反芻は反芻胃における機能的繊維マットを維持するのにも必要である。この繊維マットは皺胃の転置、ケトーシス、保留された胎盤、及び低繊維／アシドーシスに関連する他の病気（蹄葉炎の如き）の予防に、特に乳がでない牛及び分娩後の牛におけるこれらの病気の予防に重要である。従って、不十分な反芻はアシドーシス、足の潰瘍及び足の踏みはずし（ｏｆｆ−ｆｅｅｔ）問題；乳の脂肪含有量の減少；及び／又は乳がでない動物の反芻胃における皺胃の転置を予防するには不十分な繊維マットの如き動物の代謝問題を作り出すことがある。
【０００４】
他方、動物飼料中の過剰の繊維含有量又は粗飼料は摂取及び消化性を制限し、従って乳生産を減少させる傾向がある。
【０００５】
一般的に、好適な反芻活動を作り出すため、雌牛は物を食べていないか動いていないか又は搾乳されていない時間の約５０％の時間それらの反芻食塊を咀嚼すべきである。また、２又は３時間の連続期間の咀嚼の失敗は健康問題のしるしであるだろう。
【０００６】
本発明の目的及び短い要約
本発明の一つの側面によれば、以下のことによる反芻動物の生理的状態及び／又は反芻動物の動物飼料の好適性を監視する方法が提供される：反芻活動のしるしである動物の行動を検知し；そして反芻活動のしるしである前記の検知された行動の時間を予め決定された時間期間にわたって累積して動物の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を維持するためのその飼料における望ましい変化の指標を与える。
【０００７】
これらの記述される好ましい実施態様において、センサユニットは処理された情報をワイヤレスリンクを介して遠隔位置にある受信機に送信するための送信機を更に含む。特定の動物たち又は一般的に牛の群れに関するこの情報は統計目的のためのもの、又は動物飼料の変更、動物の健康状態の治療又は動物が乳生産についてまだ好適であるどうかの決定に関して必要とされるかもしれない特定の行動を観察者に警告するためのものであることができる。
【０００８】
以下に記述する本発明のいくつかの好ましい実施態様においては、動物の検知された行動は動物によってひき起こされる咀嚼行動であり、一方、予め決定されたリズムに従った動物飼料の咀嚼は摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである。記述される好ましい実施態様においては、咀嚼行動は動物の首によって担持された音センサにより検知される咀嚼音である。
【０００９】
本発明の更なる実施態様は以下に記述され、そこでは動物の検知された行動は動物の反芻胃から動物の口への食塊の吐きもどしである。一つの記述される好ましい実施態様においては、吐きもどしは動物の首のまわりに担持される音センサにより検知される。他の実施態様においては、吐きもどしは口に近い動物の喉によって担持される第一食塊センサ及び動物の胃の方向に予め決定された距離で第一センサから間隔を置かれた動物の喉によって担持された第二食塊センサにより検知され、食塊が前記第二食塊センサにより検知された後、短い予め決定された時間間隔内に前記第一食塊センサが食塊を検知する場合、吐きもどしのしるしであるとされる。
【００１０】
本発明の他の側面によれば、以下のものを含む反芻動物の生理的状態及び／又は反芻動物の動物飼料の好適性を監視するための監視システムが提供される：反芻活動のしるしである動物の行動を検知するための少なくとも一つのセンサ；及び反芻活動のしるしである前記の検知された行動の時間を予め決定された時間期間にわたって累積して動物の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を維持するためのその飼料における望ましい変化の指標を与えるためのデータプロセッサ。
【００１１】
咀嚼行動を検知するためのセンサは音センサであることが好ましく、吐きもどしを検知するためのセンサはマイクロスイッチであることが好ましい。しかし、他の種類のセンサも用いることができる。例えば、咀嚼行動は動物の下部あごの運動又は嚥下時の喉における動物の筋肉の緊張を検知するためのセンサより検知されることができる。吐きもどしは音センサによっても検知されることができる。
【００１２】
本願の発明は反芻活動を検知して反芻活動の時間を累積して動物の生理的状態及び／又はその飼料における変化の望ましさの指標を与えるものに関するが、我々の先行するＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＬ　９９／００４５２、国際公開ＷＯ　００／１３３９３（２０００年３月９日公開）に記述されるシステムからは区別されるべきである。後者は動物が苦痛を感じている場合に動物によって発される音パターンを検出して同定するために動物の首に取り付けられた音センサを含む。本願の発明はＳｔｅｉｎの米国特許５９０１６６０に記述されるシステムからも区別されるべきである。後者は動物の運動及び摂食活動を連続的に監視する目的で動物に取り付けられた音センサを含む。
【００１３】
本発明の更なる特徴及び利点は以下の記述から明らかになるであろう。
【００１４】
図面の簡単な説明
本発明は添付の図面を参照して例示の目的のみでここに記述される。図中：
【００１５】
図１は本発明に従って構築された監視システムの一形態を図示する図であり；
【００１６】
図２は図１のシステム中の音センサユニットをより詳細に図示する図であり；
【００１７】
図３は図２の音センサユニットの電気的出力の一例を図示する図であり；
【００１８】
図４は図１のシステム中の音センサユニットの構成を図示するブロック図であり；
【００１９】
図５は音センサユニットの好ましい構成をより詳細に図示するブロック図であり；
【００２０】
図６は咀嚼行動が検出されて分析される本発明の一実施態様による図５の音センサユニット中のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートであり；
【００２１】
図７は吐きもどしが検出されて分析される本発明の第二実施態様による図５の音センサユニット中のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートであり；
【００２２】
図８は咀嚼行動が検出されて分析される本発明の他の実施態様によるデータプロセッサの操作を図示するフローチャートであり；
【００２３】
図９は吐きもどしを検出するために動物の喉に取り付けられた二つのセンサを含む監視システムを図示する図であり；
【００２４】
図１０は吐きもどしが図９の実施態様に従って検出される場合のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートであり；そして
【００２５】
図１１は吐きもどし行動及び咀嚼行動の両方が検出されて分析される場合の操作を図示するフローチャートである。
【００２６】
好ましい実施態様の記述
本発明の好ましい実施態様を図示する図１を参照すると、そこには動物飼料の摂食中の雌牛の咀嚼音を検知する音センサユニット３を担持する雌牛２が示されている。センサユニット３は検知した咀嚼音を電気信号に変換し、以下により詳細に記述される方法でそれらを処理して摂食活動から区別されるような反芻活動に伴う傾向がある検知された音を同定する。やはり以下に記述されるように、このような同定された反芻活動は雌牛の生理的状態の、乳生産を最大化するためのその飼料におけるいかなる望ましい変化の、及び／又は最適な動物の健康を維持するためにとられるべき他の行動の指標とするのに有用な情報を与える。
【００２７】
センサユニット３は検知された音から処理された情報を遠隔受信機４に送信するための送信機を更に含む。かかる情報はそれぞれの動物又は牛の群れに関する統計的目的のために、又は動物飼料の変化又は動物の治療に関して必要とされるかもしれない行動をとるために遠隔受信機で用いられることができる。
【００２８】
音センサユニット３は雌牛の首のまわりに付与された首バンド６によって担持されており、摂食又は草食中の雌牛によって作り出される音を検知するために位置されている。図２に示される通り、音センサユニット３は首バンド６の内側面に担持されており、かくして雌牛の皮膚と接触している。重り７が首バンドをピンと張らせてセンサユニット３を雌牛の首で皮膚に対して押しつけるために首バンドの下端に付与されている。重り７は音センサユニット３と係合する電池であることができる。
【００２９】
音センサユニット３は摂食中の雌牛によって作り出される咀嚼音を検知してそれらを電気信号に変換するためのいかなる既知の種類の音センサを含むことができる。例えば、音センサはダイヤフラム型マイクロホン、圧電装置又は動物飼料を咀嚼する際に雌牛によって作り出される咀嚼音を検知してそれらを以下に記述する図３に示されるような電気信号に変換するためのいかなる他の音から電気への変換器であることができる。
【００３０】
図４は音センサユニット３の構成を図示するブロック図である。それは採取した音を電気信号に変換するためのマイクロホンや圧電装置等の如き音検出器−変換器１０；予め決定された信号帯幅を通過させるためのフィルタ１１；信号を増幅させるための増幅器１２；及び音検出器−変換器１０によって作り出された電気信号を処理するためのデータプロセッサ１３を含む。データプロセッサ１３はこの情報が由来する動物を同定するための動物同定１４をも含む。
【００３１】
音検出器−変換器１０からデータプロセッサ１３によって受け取られた情報は図４〜１１のいずれか一つに関して以下に記述される方法で処理され、以下の情報のいくつか又は全てを含む出力を作り出すことができる：１５でのそれぞれの雌牛の同定；１６ａでの反芻時間、１６ｂでの摂食時間、１６ｃでの非咀嚼時間、及び動物飼料の変化、動物の治療等に関する直ちに必要であるかもしれない行動の指標である信号又はアラームを含む１６ｄでの他の情報。センサユニット３は検知した情報を遠隔受信機４に送信する送信機１７を更に含む（図１）。
【００３２】
図５はセンサユニット３の構成をより詳細に図示する。それは音検出器−変換器として作用するマイクロホン１０、活性フィルタを一緒に有する増幅器１２及びデータプロセッサ１３を含む。データプロセッサ１３はアナログ信号をデジタル信号に変換するオーディオ信号分析器１３ａ；予め決定されたアルゴリズム（例えばそれらの一つを以下記述する）に従って分析を行うマイクロコンピュータ１３ｂ；プログラム可能なＩ．Ｄ．（ディップスイッチ）１３ｃ；テストインターフェース１３ｄ；及びＥＥＰＲＯＭオプショナルメモリ１３ｅを含む。データプロセッサ１３は送信機１７（図４）とインターフェースする送信機インターフェース１３ｆを更に含み、この送信機は処理された情報を遠隔受信機４（図１）に送信する。センサユニット３は図５において１８で示されるように電気給電によって給電されている。
【００３３】
反芻中、雌牛はかなり安定したリズムで通常咀嚼し、そのリズムは各咀嚼が約０．５〜１．５秒、より詳しくは０．７０〜１．４３秒かかり、嚥下及び食塊の吐きもどしが約３２〜８１秒の間隔で２〜７秒の期間起こるものである。反芻する場合、嚥下された食塊は通常嚥下から２秒以内に反芻胃から口へと吐きもどされるであろう。一方、雌牛が単に摂食している場合、食塊の吐きもどしは起こらず、咀嚼行動はずっと散発的であり、各咀嚼は一般的に反芻中の各咀嚼よりも長いか又は短い時間期間にわたる。
【００３４】
図３は反芻中の咀嚼（摂食とは区別されるような）の間及び食塊の吐きもどし中にセンサユニット３により出力される典型的な電気信号を図示する。従って、図３に示されるように各咀嚼は１０００Ｈｚまでの周波数を有しかつ咀嚼の持続時間と等しい持続時間を有する電気エネルギーのパルスによって表される。かなり典型的な例が図３に図示されており、そこでは各咀嚼は１．０秒より少し短い持続時間を有しており、かくして３より少し多いパルスが各３秒のサンプル期間中に咀嚼によって作り出される。一般的に３秒のサンプル期間内に２〜４パルスを検出することは摂食活動からは区別されるような反芻活動のしるしである。
【００３５】
従って、センサユニット３は雌牛による咀嚼音を検知し、図３に図示されるものに相当する電気信号を遠隔受信機４に送信し、この受信機４は送信された電気信号を受け取ってそれらをデータプロセッサ５に付与する。データプロセッサ５は受け取った電気信号を分析してそれらによって表される咀嚼行動が反芻活動であるか又は摂食活動であるかを決定する。
【００３６】
図６は受け取った電気信号によって表される検出された咀嚼音が反芻活動であるか又は摂食活動であるかを決定するためにデータプロセッサ５によって用いられることができる一つのアルゴリズムを図示するフローチャートである。手短かに述べると、これは時間間隔を置かれた間隔で咀嚼音のリズム（例えば持続時間及び頻度）を決定して、決定されたリズムを摂食活動からは区別されるような反芻活動を表す予め決定されたリズムと比較することにより、図６のフローチャートに従って行われる。
【００３７】
より詳しくは、咀嚼行動のリズムは、周期的に間隔を置かれた時間間隔で予め決定されたサンプル時間期間における咀嚼音の数を計数し、各サンプル時間期間における咀嚼音の計数された数を直前のサンプル時間期間における計数された数と比較し、そして二つの連続的なサンプルにおける咀嚼音の計数された数が両方とも予め決定された範囲内にある場合にのみ両方のサンプル時間期間における咀嚼音が反芻活動に関与すると決定することによって、図６のアルゴリズムに従って決定される。好ましくは、サンプル時間期間は１〜４秒であり、周期的に間隔を置かれた間隔は少なくとも１５秒間隔である。図６のフローチャートによって図示される例においては、サンプル時間間隔は３秒であり、周期的に間隔を置かれた間隔は２０秒である。
【００３８】
リアルタイムクロック（ＲＴＣ）はシステムが作動中の時間期間のトラックを保持する（ブロック２９）。時間期間は例えば２４時間間隔であることができ、又はかかる間隔のいかなる一部であることもできる。
【００３９】
この時間間隔中、３秒のサンプル時間期間が少なくとも一つの咀嚼が検出されたかどうかみるために調べられる（ブロック２０，２１）。もしそうなら、それぞれのサンプル時間期間中に２〜４咀嚼があったかどうか決定される（ブロック２２）。もし２〜４咀嚼が検出されなければ、時間メモリはリセットされるが（ブロック２３ａ）、もし２〜４咀嚼が３秒のサンプル時間期間中に検出されたなら反芻活動の指標であり、時間メモリは時間を測定するためにセットされる（ブロック２３ｂ）。システムは次に２０秒待ち（ブロック２４）、それから他の３秒のサンプル時間期間をとり（ブロック２４ａ）、後者の３秒のサンプル時間期間中に２〜４咀嚼があったかどうか決定する（ブロック２５，２６）。もしそうなら時間メモリはセットされ、それぞれの時間期間（２６秒）は反芻時間レジスタに加えられる（ブロック２８）。他方、もし反芻時間レジスタがセットされなければ、プロセスは他の２０秒時間期間後に繰り返される。
【００４０】
従って、データプロセッサは以下の出力を作り出すことがわかるであろう：反芻時間（ブロック２８）及びそれぞれの期間についての総時間（ブロック２９ａ）。
【００４１】
この情報は１７でデータプロセッサにより出力されるそれぞれの雌牛の身元（図５）と一緒に乳生産及び動物の健康に関して適用可能な経験的な又は参照データと比較され、雌牛の生理的状態の指標、及び／又は乳生産を最大化するための及び／又は最適な動物の健康を維持するためのその飼料における望ましいかもしれないいかなる変化の指標を与えることができる。例えば、過度に低い反芻時間は最大乳生産のための動物飼料における不適当な繊維及び／又は粗飼料のしるしであるかもしれず、従って追加の繊維及び／又は粗飼料が追加されるべきである。それは不十分な唾液、従って不十分な重炭酸塩生産のために動物におけるアシドーシスのしるしであるかもしれず、かくして緩衝添加物が動物の反芻胃のｐＨを最適化するために加えられるべきである。他方、過度の反芻時間は繊維及び／又は粗飼料の過剰のしるしであるかもしれず、これは動物飼料の摂取及び消化性を制限するので乳生産を減少させることがあり得る。過度に低い咀嚼時間は動物がもはや乳生産に好適でないことのしるしであるかもしれない。
【００４２】
図７は本発明の他の実施態様を図示する。そこでは反芻時間は咀嚼音を検出してそれらのリズムを反芻中のリズムと比較することによってではなく、反芻中にひき起こされる嚥下及び／又は食塊の吐きもどしを検出してそれぞれの時間期間を累積することによって累積される。以前に示されているように、反芻中、吐きもどしは嚥下の約２秒後に通常起こり、嚥下及び食塊の吐きもどしの両方についての総時間は通常約２〜７秒かかり、３２〜８１秒ごとに通常起こる。図７のフローチャートは反芻活動が関与しているかどうかを決定するために吐きもどしのこのリズムを利用する。
【００４３】
従って、図７のフローチャートに示されるように、時間メモリは嚥下及び食塊の吐きもどし音（ＲＳ１）が検出され２〜７秒の時間間隔の間続いたと決定される（ブロック３０，３１）までリセットされ、そのとき時間メモリはセットされて（ブロック３２ａ，３２ｂ）時間を測定しはじめる。次の食塊吐きもどし音（ＲＳ２）が検出され（ブロック３３）２〜７秒続いたと決定される（ブロック３４）と、二つの吐きもどしの間の時間が３２〜８１秒であるかどうかが決定される（ブロック３５）。上記条件が両方とも生じたことが見出され、時間メモリがセットされた（ブロック３６）なら、ＲＳ１とＲＳ２の間の時間が反芻時間レジスタに加えられ（ブロック３７）、システムはスタートに戻って次の吐きもどし音（ＲＳ１）を検出する。
【００４４】
しかし、もしブロック３３で決定された吐きもどし（ＲＳ２）が２〜７秒続かなかった又は前の吐きもどしから３２〜８１秒以内に起こらなかったと決定されるなら、時間メモリで測定された時間は反芻レジスタに加えられるのではなく、代わりに時間メモリはリセットされ（ブロック３２ａ）、システムはブロック３３に戻り、システムは再びスタートに戻って次の吐きもどしの検出について待機する。また、もし検出された吐きもどしＲＳ２が上記条件の両方にあうことが見出されたものの時間メモリはそのセット条件にないなら（ブロック３６）、時間メモリはそのセット条件に置かれ、その瞬間から時間測定が開始され、システムは再びそのスタート条件に戻る。
【００４５】
システムはリアルタイムクロック（ＲＴＣ）を更に含み、このＲＴＣはシステムの操作総時間を測定し（ブロック３８）、かくしてシステムはＲＴＣレジスタ（ブロック３９）においてシステムの操作総時間を示し、反芻時間レジスタ（ブロック３７）において反芻活動が起こった時間を示すであろう。
【００４６】
図８は本発明の他の実施態様を図示するフローチャートであり、そこでは咀嚼行動は検出され分析されてそれらが反芻活動に関与しているのか又は摂食活動に関与しているのかが決定される。従って、以前に記述されたように反芻に関する咀嚼行動は一咀嚼あたり一般的に０．５０〜１．５０秒、より詳細には０．７０〜１．４３秒の規定されるリズムを有する。それ故、もし咀嚼行動がこのリズムを有すると決定されるなら、咀嚼行動が非反芻（摂食）というよりもむしろ反芻に伴うものであるとするのが極めて合理的である。
【００４７】
図８において図示されるフローチャートに示されるように、咀嚼行動は１分間の如き予め決定された時間期間中検出され、測定され、そして計数される（ブロック４０〜４４）。もし各咀嚼時間（ＣＴ）が０．７秒〜１．４３秒であり、もし計数された数（Ｎ）が予め決定された数（Ｍ）に等しいか又はこれより上であるなら、これは反芻活動のしるしであり、反芻時間レジスタは１分間増大される（ブロック４５〜４７）。予め決定された数（Ｍ）は４２以上であるべきであり、好ましくは４５以上であるべきである。従って、１分間あたり４５以上の咀嚼が計数される各１分について、その１分が反芻活動として反芻時間レジスタに記録される。
【００４８】
しかし、もし咀嚼時間（ＣＴ）が０．７秒未満又は１．４３秒より長いか又はもし単位時間あたりの咀嚼の計数された数がＭ（例えば４５）未満であるなら、これは非反芻活動のしるしであり、それ故その１分の時間は反芻時間レジスタ４７に加えられず、代わりに摂食時間レジスタに加えられる（ブロック４８，４９）。
【００４９】
図８に図示されるシステムはリアルタイムクロックＲＴＣにおけるそれぞれの間隔の総時間をも測定し（ブロック４９）、かくしてシステムは反芻時間の（ブロック４７）、摂食時間の（ブロック４８ａ）、及び関与する総時間間隔の（ブロック４９ａ）測定を与えるであろう。
【００５０】
以前に示されたように、反芻中、嚥下及び食塊の吐きもどしは約３２〜８１秒の間隔で通常起こり、各嚥下プラス吐きもどし時間は約２〜７秒続く。それ故、動物の反芻胃から動物の口への食塊の吐きもどしのリズムを検知することによって反芻活動を同定することが可能である。吐きもどしは上述のように音センサユニット３によって検知されることができる。
【００５１】
図９は食塊の吐きもどしを検知して吐きもどしのリズムが反芻活動のそれに相当するかどうか決定するための他の配置を図示する。
【００５２】
従って、図９に示されるように、二つの食塊センサＳ１，Ｓ２がバンド又はカラー５０によって動物の喉に付与される。食塊センサＳ１は動物の口の近くに位置し、一方食塊センサＳ２は動物の胃の方向に食塊センサＳ１から短い距離（例えば約１０ｃｍ）を置かれている。かかる食塊センサは例えばマイクロスイッチであることができる。食塊の吐きもどしはまず食塊センサＳ２が発動され、次に食塊センサＳ１が短い予め決定された時間間隔（例えば一秒の数分の一）内に発動される場合に指標とされる。
【００５３】
図１０はデータプロセッサをプログラムする一つの様式を図示するフローチャートであり、データプロセッサはこの様式で反芻時間を測定する。
【００５４】
食塊が嚥下されるとセンサＳ１は発動され、食塊が吐きもどされるとセンサＳ２が発動され次に短い時間（一秒の数分の一）後にセンサＳ１が再び発動される。このようにして徴候は食塊を嚥下してその食塊を吐きもどすのにかかる時間を測定することができ、この時間が２秒〜７秒であると測定される場合、これは反芻活動のしるしであり、その時間を記録する（ブロック５２，５３）。次に嚥下プラス吐きもどしが２秒〜７秒かかると見出されると、その時間（ｔ２）も記録される（ブロック５４，５５）。システムは次にｔ２−ｔ１が３２〜８１秒であるかどうか調べるためにチェックし、もしそうならこれは二つの吐きもどしが反芻活動に関与していることのしるしであり、それ故、時間ｔ２−ｔ１の間の間隔が反芻時間レジスタに加えられる（ブロック５７，５８）。
【００５５】
図１０に図示されるシステムはリアルタイムクロック（ブロック５９）及びシステムの操作に関与する時間期間を表示するためのリアルタイムクロックレジスタ（ブロック５９ａ）をも含む。
【００５６】
図１１に図示されるフローチャートは反芻時間を測定するために図８の咀嚼リズムと図１０の吐きもどしリズムの両方を利用する。従って、図１１に示されるように、反芻活動の指標である吐きもどしが検出される（ブロック６０，６１）とすぐに、時間（ｔ１）が記録される（ブロック６２）。次に咀嚼リズムが監視される。各咀嚼の持続時間及び咀嚼頻度に関する限りはこれらはそれぞれ上述のように及びブロック６３，６４によって示されるように反芻行動の特徴であり、時間は反芻レジスタに加えられる（ブロック６５〜６７）。
【００５７】
図１１のフローチャートによって図示されるシステムはリアルタイムクロックＲＴＣ（ブロック６８）をも含み、これはシステムの操作の総時間のトラックを保持し、かくしてシステムは操作総時間（ブロック６８）及び反芻時間（ブロック６７）を出力する。
【００５８】
従って、本発明は一般的に反芻動物、特に乳牛が各動物の生理的状態の指標、及び乳生産を最大化するための及び／又は動物の健康を最適化するための動物飼料におけるいかなる望ましい変化の指標をも与えるのに有効かつ便利な様式で個別に又は群れの一部として監視されることを可能にすることがわかるであろう。システムはもし特定の行動が直ちに必要ならアラーム又は他の信号を与えるようにプログラムされることもできる。例えば、もしセンサが予め決定された時間間隔（例えば２又は３時間の間）内にいかなる咀嚼行動も検知しなければ、これは動物が病気であり直ちに治療を必要としていることのしるしであるかもしれない。
【００５９】
上述のように音センサによって咀嚼行動と吐きもどしの両方を検知することが特に有利であると見出されている。しかし、咀嚼行動は他の様式で、例えば咀嚼中又は嚥下中の動物の首の筋肉の緊張又は咀嚼中の動物のあごの運動を検知することによって検知されることもでき、吐きもどしは他の様式で、例えば図９及び図１０に関して上述されたようなマイクロスイッチの使用によって検知されることもできることは予期されるであろう。
【００６０】
本発明はいくつかの好ましい実施態様に関して記述されてきたが、これらは例示の目的でのみ規定されており、多くの他の変形例もなしうることは理解されるであろう。例えば、上で示したような咀嚼行動又は吐きもどしを検出するための他のセンサの使用に加えて、他のアルゴリズムも反芻活動を検出された行動から同定するために用いることができる。本発明の他の変形、修正及び適用は明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構築された監視システムの一形態を図示する図である。
【図２】図１のシステム中の音センサユニットをより詳細に図示する図である。
【図３】図２の音センサユニットの電気的出力の一例を図示する図である。
【図４】図１のシステム中の音センサユニットの構成を図示するブロック図である。
【図５】音センサユニットの好ましい構成をより詳細に図示するブロック図である。
【図６】咀嚼行動が検出されて分析される本発明の一実施態様による図５の音センサユニット中のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートである。
【図７】吐きもどしが検出されて分析される本発明の第二実施態様による図５の音センサユニット中のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートである。
【図８】咀嚼行動が検出されて分析される本発明の他の実施態様によるデータプロセッサの操作を図示するフローチャートである。
【図９】吐きもどしを検出するために動物の喉に取り付けられた二つのセンサを含む監視システムを図示する図である。
【図１０】吐きもどしが図９の実施態様に従って検出される場合のデータプロセッサの操作を図示するフローチャートである。
【図１１】吐きもどし行動及び咀嚼行動の両方が検出されて分析される場合の操作を図示するフローチャートである。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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