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Autonomous Gathering of Livestock Using a Multi-functional Sensor
Network Platform
M1GP東京大学大学院
瀬崎研究室 修士一年牧山 紘
Marek Doniec, Carrick Detweiler, Iuliu Vasilescu, Dean M. Anderson, and Daniela RusHotEmNets 2010
はじめに• Wireless Sensor Network (WSN) の家畜への応用
⇒ 遠隔地での家畜のモニタリング,コントロール
従来… 牧場主による家畜の位置確認, 手作業での駆り集め ⇒ 規模が大きい場合 駆り集めのコストが多大 WSN を用いた駆り集め ⇒ 深慮されず…
土地管理の改善病気に関わる行動の特定 動物の行動モデルの開発
家畜の駆り集め
amanaimages.com より
自動的に音刺激を与えるアルゴリズム
各家畜が goal に到着するまで
反復的に音を鳴らす シミュレーションでは45 分以内に駆り集め完
了
約 2100m
Algorithm 1 のシミュレーション結果(Schwager’s Model(2008)を用いる)
プラットフォーム
Sensor Board が合図を出したときのみ電源ON
電気刺激や音による合図を担当
3D サウンドサブシステム
電気刺激サブシステム
左右 2 つのスピーカーから発生する音のタイミングをずらす
⇒ 音のなる方向を感知できる
実験概要• 3 頭の家畜(牛) ⇒ センサーノード
• 毎回 7 時~ 13 時に実験開始
• 試験地 ⇒ ジョルナダ実験区域( USA )
– Paddock 7B ( 2009 年 1 月 29 日~ 2 月 2 日)手動刺激 ⇒ 北端に家畜を駆り集める
– Paddock 10B ( 2009 年 8 月 11 日, 12 日) 自動刺激 ⇒ 南端に家畜を駆り集める家畜が動かない ⇒ 手動による電気刺激(無線回線を利用)
http://newscenter.nmsu.edu/Articles/view/8821 より
実験結果
1 月 29 日30 秒間の音刺激( 5 分間)
1 月 30 日30 秒間の音刺激( 40 分間)
1 月 31 日30 秒間の音刺激( 20 分間)毎回 5-30 秒の間隔を挟む
2 月 1 日30 秒間の音刺激( 20 分間)毎回 60-90 秒の間隔を挟む
2 月 2 日20 分間ほぼ継続的な音刺激
無線遠隔操作(手動刺激)による実験の各家畜における GPS プロット(黄プロット:刺激を与えた地点,星:遠隔操作地点)
成功 成功 成功
失敗 失敗
約 1300m
失敗の要因
• 刺激の回数不足
• 集まらないときに 刺激を出さなかった
約 700m 誘導13 分で完了
刺激回数 7回 / 匹
約 700m 誘導55 分で完了
刺激回数 15回 / 匹
約 900m 誘導50 分で完了
刺激回数 16回 / 匹
• 数 100m の範囲でしか通信不可能• 必要な時に刺激を与えられない場合あり• 刺激を与えても家畜が反応しない場合あり
自動駆り集め(自動の音刺激,アルゴリズムによる操作)
⇒ 問題解消
Too bad…
Algorithm 1 による自動的な音刺激( + 手動による電気刺激)を与える実験の各家畜における GPS プロット
8 月 11 日1 回目の自動駆り集め実験 ⇒ 実験中悪天候になる(雷,暴風)
8 月 12 日2 回目の自動駆り集め実験
失敗 成功
約 2100m
実験結果
雷,暴風により 刺激に反応せず
• 音刺激 ⇒ 静止する家畜 動かず• 電気刺激 ⇒ 静止する家畜 動か
せた• 家畜が動けばそれ以降電気刺激は必要な
し
• 雷や暴風に対する家畜の反応• 家畜の静止に対する欲
⇒ 対策が必要
アルゴリズムの機能拡張Repetitive Cueing with Sound + Electric Stimuli
雷や嵐による家畜の行動 → 想定困難⇒ 電気刺激 → 単なる家畜へのス
トレス
自動的な電気刺激
Come on! Move!
Beep♪Beep♪
アルゴリズムの機能拡張Adaptive Cueing with Sound + Electric Stimuli
① 家畜が静止する ⇒ 音刺激
② 音刺激に反応しない ⇒ 電気刺激
③ 最初の電気刺激は弱い ⇒ 家畜が動くまで
徐々に強める
①
②
③
Algorithm 2
New!!