要旨
明治大学农学部の佐々木羊介准教授、同大学院農学研究科の秋山祥熙(博士前期課程2年)の研究グループは、日本の養豚場における「豚繁殖?呼吸障害症候群(PRRS)」の対策について、機械学習アルゴリズムを用いて分析を行いました。その結果、PRRSを一定のレベルで抑え込む「制御(Control)」と、ウイルスを完全に排除する「清浄化(Eradication)」では、優先すべきバイオセキュリティ(飼養衛生管理)が大きく異なることを明らかにしました。
本研究の成果は、养豚农家が自らの目标(制御か清浄化か)に応じて、限られたリソースをどの対策に优先的に配分すべきかを决定する际の重要な指针となります。本研究成果は、国际学术雑誌『Preventive Veterinary Medicine』に掲载されました。
研究の背景
笔搁搁厂は、母豚の繁殖障害や子豚の呼吸器症状を引き起こし、世界の养豚产业に莫大な経済的损失を与える感染症です。この病気の対策には、ウイルスの侵入を防ぐための「バイオセキュリティ」の彻底が不可欠ですが、管理项目は多岐にわたり、どの対策が特に重要であるかの优先顺位付けはこれまで困难でした。
研究手法と成果
本研究では、国内258农场のバイオセキュリティ実施状况のデータを用い、机械学习モデル(ランダムフォレスト)を用いて分析しました。研究1(制御モデル)では笔搁搁厂が安定?阴性である状态を「制御」と定义し、関连する要因を抽出し、研究2(清浄化モデル)では笔搁搁厂が完全に阴性である状态を「清浄化」と定义し、関连する要因を抽出しました。分析の结果、それぞれの目标において最も重要な対策(特徴量)が特定されました。
?笔搁搁厂「制御」に重要な要素
精液管理(最优先):精液供给农场の笔搁搁厂ステータス确认や、购入精液の管理。
豚舎环境の维持:离乳豚の呼吸器症状の监视、豚舎消毒后の十分な乾燥时间の确保、注射针の管理プロトコルなど。
?笔搁搁厂「清浄化」に重要な要素
导入豚の厳格な管理(最优先):笔搁搁厂阴性农场からの导入と适切な驯致プログラムの実施。
精液の清浄性:笔搁搁厂阴性农场からの精液のみを使用すること。
农场の立地条件:周囲3办尘以内の农场数など、地域的な感染リスクの把握。
特に「清浄化」においては、周辺に他农场が多い地域ではウイルスの空気伝播のリスクが高まるため、清浄化を急ぐよりも「制御」に注力すべきであるといった、立地に応じた戦略の使い分けが必要であることも示唆されました。
今后の期待
本研究は、机械学习を活用することで、膨大で复雑なバイオセキュリティ项目の中から、日本の现场実态に即した「真に优先すべき対策」を可视化しました。これにより、生产者は自身の农场の状况や目标に合わせて、より効率的かつ効果的な笔搁搁厂対策を讲じることが可能となり、养豚现场の生产性向上と経済的安定に寄与することが期待されます。
论文情报
タイトル
Biosecurity practices useful for porcine reproductive and respiratory syndrome control and eradication on commercial swine farms using machine learning model
着者名
Shoki Akiyama, Yosuke Sasaki
雑誌名
Preventive Veterinary Medicine
DOI
参考図
図1.研究1(制御モデル)と研究2(清浄化モデル)で明らかになった重要な要素の上位4项目
図2.研究1(制御モデル)で明らかになった重要な要素のリスクの度合い
図3.研究2(清浄化モデル)で明らかになった重要な要素のリスクの度合い