科學研究 - 利用ICT檢測家畜聲音，實現重視動物福利的畜牧業

為了建立一種既能應對環境保護和動物福利的全球呼聲，又能滿足不斷高漲的畜產品需求的畜產新形態，日本正通過產學官合作共同努力充分利用好ICT（資訊通信技術）。這也文部科學省的「創新中心（COI）項目」之一「‘無言之聲的共鳴’--地球包容性感測研究基地」的主要研發課題。11月25日，於東京工業大學舉行的「地球的‘無言之聲’：感受、傳遞與行動」研討會上，與會者紛紛報告了穩步推進的研發現狀。

「地球的‘無言之聲’：感受、傳遞與行動」研討會（2019年11月25日，東京工業大學）

COI項目名稱中的「無言之聲」具體指什麼呢？據在研討會伊發端表致辭的項目組長廣井聰幸（索尼公司研發中心）介紹，地球上所有動植物、環境和建造物等都會發出「無聲的聲音」。為促進與地球環境共存共榮，需要用心傾聽這些無言之聲，切身感受這些無聲的存在。因此，該項目的目標是建立一種低成本體系，通過感知（用感測器測量和辨別）地球上所有的實體，通過AI（人工智慧）處理在必要的時機給出必要的資訊。該項目於2013年啟動，以東京工業大學為核心機構、索尼公司為核心企業、北陸先端科學技術大學院大學和信州大學為衛星關聯（Satellite）機構，及13個企業、醫院和地方政府等共同參加。

介紹COI項目概要的廣井聰幸組長

呼聲高漲的動物福利

目前，國内外對「動物福利」、即對動物尤其是家畜的身體和心理狀態進行科學評估和改善的關注度日益高漲。需要聆聽「無言之聲」的主要對象之一是動物。COI項目的主要内容之一是，利用ICT快速檢測家畜等日常發出的「無聲的聲音」，推進支持「動物福利」的、有助於實現符合倫理道德的食品生產和消費的研究開發。作為蛋白質來源至關重要的畜牧業也不允許不關注家畜的身心狀態，而只是一味地提高生產效率。

在此次研討會上，東京工業大學科學技術創生研究院未來產業技術研究所副教授伊藤浩之介紹了研究開發的目的，即基於「與動物的無言之聲的共鳴」，建立「永續發展的畜牧業」。畜牧業在全球整體的農業產出額中佔40％，在膳食蛋白質中佔25％。家畜飼料生產在農作物種植面積中佔33％。放牧地面積在地球上的非凍結表層土中佔26％。除這些數字外，伊藤還介紹了其他表示對地球環境造成巨大負荷的數字，比如與作物生產相比，家畜生產要使用100倍的水、7倍的土地面積和10倍的化石燃料。

另外，伊藤預測稱，隨著人口的增長，2050年全球對畜產品的需求將增至2010年的1.7倍，並強調說，充分考慮動物福利和環境負荷，建立通過IT提高效率的畜牧業的必要性將日益增強。

關於全球在如何踐行「動物福利」，接下來做報告的農研機構畜產研究部門畜產環境研究領域飼養環境組組長矢用健一進行了更詳細的介紹。EU（歐盟）已於2012年禁止沒有雞窩、沒有沙坑，也沒有棲息的樹木，隻在用鐵絲網圍住的籠子中飼養蛋雞的「格子組織籠飼養」方式，此外在美國，麥當勞、亨氏、家樂氏、金寶湯、星巴克咖啡等300多家企業也宣佈採購非格子組織籠飼養的無籠放養雞蛋。矢用還提醒大家注意，在目前的養殖環境下，由於牛犢的衛生狀態較差，給畜牧業者帶來了巨大的經濟損失。他介紹了北海道農業共濟組合聯合會的調查結果，2015年度，11萬8,001頭荷斯坦牛犢的18％、2萬7,066頭黑毛和牛牛犢的38％患上了肺炎和腸炎等疾病。

日本農研機構畜產環境研究領域飼養環境組組長矢用健一報告動物福利相關舉措

用仿舔毛裝置代替母牛

小牛出生後立即就與母親分離，幾乎無法接受母親的照顧。矢用認為現在這種管理方式是造成牛犢衛生狀態變差的原因之一，並介紹了導入代替母牛為牛犢舔毛的仿舔毛裝置的效果。仿舔毛裝置配備了可以再現母牛舌頭觸感的刷子，用該裝置為牛犢梳毛，有望獲得與被母牛舔毛相同的效果。在幾座牧場進行測試確認，小牛體重增加，也不再害怕新的事物或事件了。

矢用強調說：「日本的動物福利措施落後於歐美。需要按照日本不同於歐美的動物倫理觀，建立不輸歐美的飼養管理體系。」

COI項目的參加企業、開發和提供利用IT的牛群管理系統的Farmnote公司職員阿部剛大報告了實際案例，利用該公司的養牛管理系統，能輕鬆、準確地掌握牧場主以前籠統地靠直覺和經驗判斷的牛的狀態。通過用AI解析獲得的牛的活動數據，能高精度檢測牛的最佳受精時間和身體狀態變化等。

東京工業大學地球包容性感測研究機構主任若林整對研討會進行總結並介紹未來研發方向

高性能邊緣設備開發也是關鍵

COI項目的另一項核心内容是，開發能感知地球上所有的物體，並通過AI處理以低成本在必要的時間將其作為必要資訊進行通知的技術。要想快速準確地聆聽無言之聲，光憑現在的技術還不夠。具體來說，必須對能在不同的網路之間進行通信，並可以無縫協調數據效果、數據整合和數據起伏同步等的「邊緣設備」進行升級。目標是開發以超高靈敏度檢測各種自然現象的感測器，以及以超低功耗對感測器檢測到的數據進行超高速處理的AI智慧感測處理器等。

在推進這些基礎技術開發的同時，還在研究如何建立利用項圈式器件檢測表示家畜處於什麼狀態以及心情如何的「無言之聲」，並以人類容易理解的形式進行回饋的機制。

在研討會最後進行總結陳詞的項目研究組長、東京工業大學地球包容性感測研究機構主任兼教授若林整公佈了除「動物的無言之聲」外，今後還將在項目中追加新主題的方針，並介紹了項目的目標：「通過結合IoT（物聯網）和AI的感測，完善‘人與社會和自然之間的聯繫’，實現可持續千年的、富裕、寬容的共存社會」。另據介紹，作為實現該目標的技術開發，正致力於太赫茲感測器、金剛石感測器和石墨烯感測器等新器件的研究開發。