自動搾乳に向けた牛体寸法及び乳頭の空間的位置関係

• 担当機関: 飼料調製利用工学研究
• 研究期間: 1997～1997
• 研究担当者: 古山隆司; 市戸万丈（現草地試）; 道宗直昭; 八谷 満; 福森 功; 平田 晃
• 発行年度: 1997
• 要約: 搾乳ロボットの開発評価に必要な基礎データとなる、搾乳牛の牛体各部位の寸法である。各々の乳頭間隔は泌乳ステージの経過に伴って減少し、特に後乳頭間の変化が著しい。また、乳頭挙動の振動数は１Hz程度である。
• 背景・ねらい: 牛の自動搾乳システム機械系の開発設計に当たっては、あらゆる産次の牛体寸法や乳房形状に関する基礎データが不可欠である。また、泌乳期に伴う乳頭配置の変化や動的な乳頭挙動特性に対する知識をシステム制御系の設計に十分に反映させる必要がある。

成果の内容・特徴

1. ホルスタイン種搾乳牛を対象として牛体の各部寸法、泌乳ステージにおける乳頭間隔の変化及び乳頭の挙動に関わる基礎特性などについて調査した。
   
2. 搾乳ロボットの動作領域（図１、例数： 111頭）は腹部下方、すなわち肢間長と乳頭　高さ及び後肢間幅で構成される空間である。乳頭端を結ぶ四角形は台形状を呈し、前乳頭、後乳頭及び前後間の平均距離は各々139mm、65mm及び104mmを示した。
   
3. 一泌乳期における各々の乳頭間隔（例数：36頭）の変化率（図２）は、産次の相違に関わらず、泌乳ステージの経過に伴って後乳頭間が最も大きく、続いて前乳頭間、前後乳頭間の順であった。後乳頭の間隔は、10ヶ月後においては何れの産次においても分娩直後に比べてほぼ半減する傾向を示した。自動装着に及ぼす乳頭間隔の影響として、泌乳ステージの経過に伴う後乳頭間隔の減少が一つの大きな要因となるものと思われる。
   
4. 産次の経過に伴って乳房高さが有意（p＜ 0.01）に低くなり、ロボット搾乳に適応する乳房を選定してもその形態的変化から、産次の経過に伴ってロボット搾乳の対象規格外となる可能性を示唆した。
   
5. 正姿勢時における搾乳牛の乳頭の挙動特性（例数： 30頭）を測定した結果、乳頭挙動　すなわち100秒間当たりの乳頭１本の動きの範囲を平面上に投影した面積は、平均６cm2　であり、挙動範囲の標準偏差は前後左右方向ともにほぼ同等で1.2cmであった（図３）。
   　　また、正姿勢時の乳頭挙動の振動数は１Hz程度と測定され、これに対するロボットの追従制御が要求される。
   

成果の活用面・留意点

1. 搾乳ロボットシステム等の機械系及び制御系の設計に向けた基礎資料となる。
   
2. 得られたデータの信頼性を高めるためには、より供試例数を増やす必要がある。
   　また、乳頭挙動の測定結果から、統計的には約70％の確率で約 2.5cm区画内に乳頭の存在が予測され、ロボットにはこれを包括する検出領域の乳頭位置検出センサが望まれる。
   

• カテゴリ: 乳牛 ロボット