論文採録(Poultry Science)

農学部の新村教授の研究グループとのニワトリの行動解析に関する共同研究がPoultry Science誌に採録されました.

Tsuyoshi Shimmura, Itsufumi Sato, Ryo Takuno, and Kaori Fujinami, “Spatiotemporal Understanding of Behaviors of Laying Hens Using Wearable Inertial Sensors,” Poultry Science, Vol. 102, Issue 12, 2024. [link]

この研究は本研究室の先行研究で実現した装着型の慣性センサ(加速度+角速度センサ)による12種類のニワトリの行動認識結果を利用して,実際に動物行動学者が行動の分析を試みた結果となります.

ニワトリの背中に付けたマーカー検出による位置計測と行動認識結果を画像上にマッピングして「空間利用図」を作成することで「(いつ)どこで,どのような行動が発生するか」という行動とその発生場所の関係を視覚的に理解しやすくなります.

また,認識された短時間(約1秒)の行動の移り変わりをノードを行動,エッジを遷移確率とする「行動遷移図」として表現することで,1日の中での行動の移り変わり方を視覚的に捉えることが可能になります.従来は実験者が録画したビデオを目視で時間をかけて読み取るため多くの時間を要したり,その解決のためにサンプリングされた区間を読み取ることで稀で重要な遷移を見落とすなどの問題がありました.しかし,コンピュータにより大量の情報を瞬時に処理できるようになることで,これまでと質的に異なる解析が可能になると期待されます.この行動遷移図の解析は行動を記号化できれば,あらゆる行動パターンの解析に応用できるため,今後は野生動物や人間の行動パターン解析への応用も検討していきます.

論文採録(Sensors)

本学農学部の新村毅教授の研究グループとの共同研究がSensors誌に掲載されオンラインで公開されました.

  • Kaori Fujinami, Ryo Takuno, Itsufumi Sato, and Tsuyoshi Shimmura, “Evaluating Behavior Recognition Pipeline of Laying Hens Using Wearable Inertial Sensors”, Sensors 2023, Vol. 23, No. 11, Article No. 5077. [link]

雌鶏に慣性センサ(3軸加速度および3軸加速度)を装着し,羽繕いや飲水,尾振りなどの12種の日常行動を機械学習を用いて認識するための一連の機能(ウィンドウサイズおよび時間,特徴量,分類モデル,不均衡データの扱い)の構成方法を実験的に明らかにしました.最も良い構成で0.88の精度(F値)となりました.アニマルウェルフェアに配慮した雌鶏の飼育方法を開発するためのデータを非属人的に大量に収集することが可能になります.

受賞(第84回情報処理学会全国大会優秀賞)

3月に開催された情報処理学会全国大会での以下の発表が大会優秀賞を受賞しました.大会優秀賞は一般・学生を含めた1556件の中から投票を経て上位10件が選ばれます.なお,宅野君の研究は昨年に続いて2年連続の受賞です.

宅野亮,佐藤逸史,新村毅,藤波香織;“鶏の行動学的分析を支援するための行動推定と行動パターンの可視化”,情報処理学会第84回全国大会,6Y-02,2022年3月5日(発表),2022年6月7日(受賞決定)(pdf).

対外発表(ABC2021)

藤波がThe 3rd International Conference on Activity and Behavior Computing (ABC2021)にて以下のタイトルで発表を行いました.

Kaori Fujinami, Tomoko Naganuma, Yushin Shinoda, Koji Yamazaki, and Shinsuke Koike; “Attempts toward Behavior Recognition of the Asian Black Bears using an Accelerometer”, October 2021.

研究助成採択(栢森情報科学振興財団)

(公財)栢森情報科学振興財団の2020年度研究助成に藤波が代表をつとめる“鶏の住環境の快適性向上に向けた動物行動学的分析を支援する鶏行動の認識システム”の研究課題が採択されました.2019年度より農学部と共同で実施している鶏の行動認識について,研究者のツールとして使えるようなものを目指していきます.

対外発表(UBI67)

M1の宅野君が情報処理学会UBI研究会第67回発表会において,以下のタイトルの研究発表を行いました.本発発表は5月の第66回発表会で発表したものうち,慣性センサによる行動認識機能について個体数を8羽に,認識対象行動も26種(うち11種は重要ではないものの頻繁に見られた行動で「その他」と集約可能なもの)に増やした場合の分類器(特徴量選定も含む)の実現方法についてのものです.

  • 宅野亮,佐藤逸史,新村毅,藤波香織; “鶏の快適性向上に向けた動物行動学的分析を支援するための装着型センサによる行動推定”,情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム研究会 第67回研究発表会(UBI67),情報処理学会研究報告Vol. 2020-UBI-67 No. 15, 2020年9月.

対外発表(UBI66)

M1の宅野君が下記のタイトルで情報処理学会UBI研究会第66回研究発表会で発表を行いました.本来は2020年3月開催の第65回でポスター発表にエントリしていたのですが,CoVID-19の爆発的感染で発表ができなかったために,第66回(オンライン)の中でバーチャルポスター発表という形で発表されました.なお,本研究は昨年度から開始した農学部との連携プロジェクトの中での最初の発表となります.

  • 宅野亮,大石征裕,新藤明日佳,新村毅,藤波香織.“ニワトリの集団行動理解のためのセンシングとデータ処理”,情報処理学会UBI研究会第66回研究発表会,2020.5.25.