JP7798264B2 - Biological testing methods - Google Patents
Biological testing methodsInfo
- Publication number
- JP7798264B2 JP7798264B2 JP2022054109A JP2022054109A JP7798264B2 JP 7798264 B2 JP7798264 B2 JP 7798264B2 JP 2022054109 A JP2022054109 A JP 2022054109A JP 2022054109 A JP2022054109 A JP 2022054109A JP 7798264 B2 JP7798264 B2 JP 7798264B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- onset
- infection
- model
- damage
- degree
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Catching Or Destruction (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
本発明は、植物や動物からなる生体の寄生虫に対する感染に係る検査を行う生体の検査方法に関する。 The present invention relates to a method for testing living organisms, such as plants and animals, for parasitic infection.
一般に、例えば、食用の植物や観賞用の植物、あるいは、食用の動物(魚や肉)からなる生体は、寄生虫に感染し、その用に供さないことがあり、そのため、生体の寄生虫に対する感染に係る検査を行う。その生体の検査方法としては、例えば、寄生虫としてセンチュウの場合で説明すると、以下の生体としてのニンニクの例を挙げることができる。 Generally, living organisms such as edible plants, ornamental plants, or edible animals (fish and meat) can become infected with parasites and become unusable, so they are tested for parasitic infections. For example, to explain the testing method for living organisms using nematodes as parasites, the following example of a living organism such as garlic can be given.
近年、生体としてのニンニクにおいては、寄生虫としてのセンチュウであるイモグサレセンチュウに対しての感染が生じ、その対策が種々行われている。その際、先ず、収穫したニンニクのイモグサレセンチュウに対する感染に係る検査を行うことが必要不可欠になる。従来、このイモグサレセンチュウの検査方法としては、例えば、特許文献1(特開2017-219423号公報)に記載されたものが知られている。これは、予め、イモグサレセンチュウを破砕して遠心分離で得られる体内液を家兎に注射・免疫して抗血清を得、この抗体血清から非特異的反応を示す反応物を除去して抗線虫血清を得る。そして、被検対象であるニンニクを破砕し、これに上記の抗線虫血清を接触させて抗原-抗体反応処理し、その後、抗線虫血清中の抗体を標識処理する。反応複合体が生成している場合にはその検出がなされる。反応複合体を検出するための標識処理としては、酵素や蛍光物質等による従来公知の処理方法を用いる。 In recent years, garlic has become infected with the parasitic nematode, C. difficile, and various countermeasures have been implemented. In this regard, it is essential to first test harvested garlic for C. difficile infection. Conventional methods for testing for C. difficile are described, for example, in Patent Document 1 (JP 2017-219423 A). This method involves crushing C. difficile nematodes, centrifuging the resulting body fluid, and injecting it into a rabbit for immunization to obtain antiserum. Nonspecific reactants are then removed from this antibody serum to obtain anti-nematode serum. The test garlic is then crushed and contacted with the anti-nematode serum to induce an antigen-antibody reaction. The antibodies in the anti-nematode serum are then labeled. If a reaction complex is formed, it is detected. Labeling methods using enzymes, fluorescent substances, or other conventional methods are used to detect the reaction complex.
また、センチュウの抽出法としては、例えば、表面を殺菌処理した感染ニンニクのりん片を細かく刻んでロート上で薬品処理してセンチュウ懸濁液を得るベルマン法が知られている(上記の特許文献1(特開2017-219423号公報),特許文献2(特開2010-100568号公報)等参照)。 Another known method for extracting nematodes is the Berman method, in which infected garlic clove, the surface of which has been sterilized, is finely chopped and treated with chemicals on a funnel to obtain a nematode suspension (see Patent Document 1 (JP 2017-219423 A) and Patent Document 2 (JP 2010-100568 A), etc., mentioned above).
しかしながら、この従来の生体の検査方法においては、逐一、生体を破砕して抗線虫血清や所要の薬品で処理しなければならないので、手間がかかり検査作業が極めて煩雑になっているとともに、生体を破壊するので、ニンニクのようにりん片のまま出荷する製品の場合には、全品検査ができないことから、対応できないという問題があった。 However, this conventional method of testing live organisms requires that the organisms be crushed one by one and treated with anti-nematode serum or the required chemicals, which is time-consuming and makes the testing process extremely tedious. In addition, because the organisms are destroyed, it is not possible to test every single product, such as garlic, which is shipped in cloves, which is a problem.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、寄生虫に感染した生体であってもその生体を非破壊的に検査することができるようにして、検査効率の向上を図るとともに、汎用性の向上を図った生体の検査方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these problems, and aims to provide a living organism testing method that enables non-destructive testing of living organisms, even those infected with parasites, thereby improving testing efficiency and versatility.
このような目的を達成するため、本発明の生体の検査方法は、被検対象である生体の寄生虫に対する感染に係る検査を行う生体の検査方法において、
予め、寄生虫に感染しているサンプル生体と寄生虫に感染していないサンプル生体とに近赤外線を照射し、該サンプル生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、該吸光度における二次微分スペクトルに基づいて生体の寄生虫に対する感染の有無及び/または感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度に係る演算を行う演算モデルを構築し、
被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度と上記演算モデルとから演算された演算結果により上記感染の有無及び/または被害度を判別する構成としている。
In order to achieve such an object, the method for testing a living organism of the present invention is a method for testing a living organism for infection with a parasite, which comprises:
A calculation model is constructed in advance, which performs calculations relating to the presence or absence of parasitic infection in the living organism and the degree of damage, which is quantified based on the second derivative spectrum of the absorbance, by irradiating near-infrared light onto a sample living organism infected with a parasite and a sample living organism not infected with a parasite, receiving diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the sample living organism, and measuring the absorbance of the received light, and quantifying the degree of onset due to infection, from a predetermined maximum of no onset to onset,
Near-infrared light is irradiated onto the living body of the subject, diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the living body of the subject is received, the absorbance of the received light is measured, and the presence or absence of the infection and/or the degree of damage is determined based on the calculation results calculated from this absorbance and the above-mentioned calculation model.
ここで、生体は、寄生虫に感染する植物あるいは動物からなり、生きた状態でも死んだ状態であっても良い。例えば、野菜や果物などの食品用や観賞用の植物、魚や食肉等を挙げることができる。寄生虫としては、原虫類,肉質鞭毛虫類,胞子虫類,繊毛虫類,蠕虫類,線虫類(センチュウ),条虫類,吸虫類,鉤頭虫類等を挙げることができる。 Here, living organisms include plants or animals infected with parasites, and may be alive or dead. Examples include edible and ornamental plants such as vegetables and fruits, fish, and meat. Parasites include protozoa, sarcoflagellates, sporozoa, ciliates, helminths, nematodes, cestodes, trematodes, and thorny headed worms.
また、感染とは寄生虫が寄生した状態を言い、発症とは寄生虫の感染により何らかの症状が出て、例えば、生体の組織が変化する等の症状が出て生体に病巣が現れることをいう。被害度は、表面だけでなく、内部の病状がある場合も特定できる。表面だけでなく、内部の判別もできるので、極めて初期の病状も把握でき、肉眼検査よりも初期の病状の診断にも適する。 In addition, infection refers to the state in which a parasite has taken over the body, and onset refers to the appearance of some symptoms due to parasitic infection, such as changes in the body's tissues and the appearance of lesions in the body. The extent of damage can be determined not only on the surface, but also when there is internal disease. Because it can distinguish between the surface and the internal, it is possible to grasp even the earliest stages of disease, making it more suitable for diagnosing early stages of disease than visual examination.
これにより、被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度と演算モデルとから演算された演算結果により、生体の寄生虫による感染の有無及び/または被害度を判別するので、被検対象の生体を非破壊的に検査することができ、検査効率の向上を図ることができるとともに、汎用性の向上を図ることができる。また、演算モデルを用いるので、寄生虫が内部に侵入している場合や感染が僅かであっても、生体の寄生虫による感染の有無の判別や、発症の被害度の特定を確実に行うことができ検査精度を向上させることができる。更に、被害度を判別する場合には、寄生虫による発症の広がり程度が分かるので、生体の品質評価を容易に行うことができる。更にまた、被害度は、発症の程度を定量化した値となるので、発症の広がり程度を確実に把握できる。このため、生体の品質の仕分けをすることができ、より一層汎用性を向上させることができる。 This system irradiates a living organism under test with near-infrared light, receives diffusely reflected or transmitted light from the organism, measures the absorbance of the received light, and determines the presence or absence of parasitic infection and/or the extent of damage based on the results of calculations performed using this absorbance and a computational model. This allows for non-destructive testing of the living organism under test, improving testing efficiency and versatility. Furthermore, the use of a computational model ensures that even when parasites have invaded the organism or the infection is minimal, it is possible to reliably determine the presence or absence of parasitic infection in the organism and determine the extent of damage caused by the onset of symptoms, thereby improving testing accuracy. Furthermore, when determining the extent of damage, the extent of the onset of parasitic symptoms can be determined, facilitating quality assessment of the organism. Furthermore, the degree of damage is a quantified value of the onset of symptoms, allowing for a reliable understanding of the extent of the onset of symptoms. This allows for the quality of organisms to be classified, further improving versatility.
そして、必要に応じ、上記被害度を、感染無しの被検対象についても階級付けする構成としている。これにより、被害度を判別することで、感染無しも判別することができ、極めて効率が良くなる。 If necessary, the above damage level can also be used to rank non-infected test subjects. This makes it possible to determine whether or not a subject is infected by determining the damage level, resulting in extremely high efficiency.
この場合、上記被害度を、被検対象に現れる変色部位の程度に基づいて定めたことが有効である。生体としては、寄生虫にもよるが、寄生虫の感染で発症した際、病巣が生体の表面に現れるものに適する。 In this case, it is effective to determine the degree of damage based on the degree of discoloration that appears on the subject. While this depends on the parasite, it is suitable for organisms in which lesions appear on the surface of the organism when the disease develops due to infection with the parasite.
この構成において、上記被害度は、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で構成することができる。
また、この構成において、上記被害度は、発症の程度を、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で表したとき、発症無しを0とし、発症有りの側を所定指数範囲毎に順に上昇する階級で構成することができる。階級で構成した場合には、生体の品質の仕分けを容易に行うことができ、より一層汎用性を向上させることができる。
In this configuration, the damage level can be configured as an index with 0 being no onset and 100 being the maximum with onset.
Furthermore, in this configuration, the damage level can be configured as a class in which the degree of onset is expressed as an index with no onset being 0 and the maximum onset being 100, with no onset being 0 and the onset side increasing in order for each predetermined index range. When configured as a class, it is easy to sort the quality of living organisms, and versatility can be further improved.
そして、必要に応じ、上記演算モデルは、統計学的解析を用いて構築される解析モデル、または、機械学習を用いて構築される学習済みモデルからなり、
上記統計学的解析は、判別分析、重回帰分析、PLS回帰分析、ロジスティック回帰分析、サポートベクターマシン(SVM)から選択され、
上記機械学習は、決定木(CART),回帰木,ランダムフォレスト,勾配ブースティング木等の木分析、パーセプトロン、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)、再起型ニューラルネットワーク(RNN)、残差ネットワーク(ResNet)等のニューラルネットワーク若しくはディープラーニング(DNN)、これらの組合せからなるアンサンブル分析から選択される構成としている。
and, as necessary, the computational model is an analytical model constructed using statistical analysis or a trained model constructed using machine learning;
The statistical analysis is selected from discriminant analysis, multiple regression analysis, PLS regression analysis, logistic regression analysis, and support vector machine (SVM);
The machine learning is configured to be selected from tree analysis such as decision trees (CART), regression trees, random forests, and gradient boosting trees; neural networks such as perceptrons, convolutional neural networks (CNN), recurrent neural networks (RNN), and residual networks (ResNet); deep learning (DNN); and ensemble analysis consisting of a combination of these.
演算モデルは、統計学的解析を用いて構築される解析モデル、または、機械学習を用いて構築される学習済みモデルからなるので、検査精度を向上させることができる。特に、ディープラーニング(DNN)を用いる場合には、大幅に検査精度を向上させることができる。演算モデルにおける波長は、700nm~2500nmの範囲の近赤外領域の波長から統計学的に優位な波長を選択して組み合わせて用いることができる。これにより、生体が寄生虫に感染していることやこれによる発症の程度を精度良く判別することができる。 The computational model consists of an analytical model constructed using statistical analysis or a trained model constructed using machine learning, which can improve testing accuracy. In particular, when deep learning (DNN) is used, testing accuracy can be significantly improved. The wavelengths used in the computational model can be selected and combined from statistically significant wavelengths in the near-infrared region between 700 nm and 2500 nm. This makes it possible to accurately determine whether a living organism is infected with a parasite and the extent of the resulting disease.
また、必要に応じ、上記演算モデルとして、感染の有無を判別する種類の異なる複数の演算モデルを用い、各演算モデルを用いた各判別結果のうちいずれか1つが感染有りを判別したとき、当該判別結果を優先する構成としている。これにより、生体が寄生虫に感染していることを精度良く判別することができる。 If necessary, the above-mentioned computational model can use multiple computational models of different types for determining whether or not an infection is present, and if any one of the discrimination results using each computational model determines that an infection is present, that discrimination result is given priority. This makes it possible to accurately determine whether a living organism is infected with a parasite.
あるいはまた、必要に応じ、上記演算モデルとして、感染の有無を判別する種類の異なる3以上の演算モデルを用い、各演算モデルの感染の有無の判別結果を多数決で決定する構成としている。これによっても、生体が寄生虫に感染していることを精度良く判別することができる。 Alternatively, if necessary, three or more different types of computational models for determining the presence or absence of infection can be used as the computational model, and the infection determination results of each computational model can be determined by majority vote. This also makes it possible to accurately determine whether a living organism is infected with a parasite.
そして、上記寄生虫は、生体としての植物が感染するセンチュウ(線虫類)である構成としている。生体は、センチュウに感染しうる例えば植物に分類されるニンニク、ジャガイモ、サツマイモやアイリス等、どのような植物であっても良い。
センチュウとしては、イモグサレセンチュウ,ネコブセンチュウ(サツマイモネコブセンチュウ、ジャワネコブセンチュウ、アレナリアネコプセンチュウ、キタネコブセンチュウ),ネグサレセンチュウ(ミナミネグサレセンチュウ、チャネグサレセンチュウ、キタネグサレセンチュウ、クルミネグサレセンチュウ),ハガレセンチュウ(ハセンチュウ、ハガレセンチュウ),クキセンチュウ,イシュクセンチュウ,シストセンチュウ,ラセンセンチュウ,ユミハリセンチュウ,ハリセンチュウ,ピンセンチュウ,ワセンチュウ,サヤワセンチュウ等を挙げることができる。
The parasites are nematodes that infect living plants. The living plants may be any plants that can be infected by nematodes, such as garlic, potato, sweet potato, or iris.
Examples of nematodes include potato lesion nematodes, root-knot nematodes (sweet potato root-knot nematode, Java root-knot nematode, arenaria root-knot nematode, northern root-knot nematode), root lesion nematodes (southern root lesion nematode, channel root lesion nematode, northern root lesion nematode, walnut root lesion nematode), peel nematodes (leaf nematode, peel nematode), stalk nematode, bursa nematode, cyst nematode, spiral nematode, spine nematode, pin nematode, ring nematode, and soybean nematode.
この場合、上記生体は、ニンニク,ジャガイモ,サツマイモ,アイリスから選択され、寄生虫は、イモグサレセンチュウである構成としている。 In this case, the living organism is selected from garlic, potato, sweet potato, and iris, and the parasite is a potato lesion nematode.
また、この場合、上記被検対象を、りん片が集合したニンニク球で構成している。ニンニク球毎に検査するので、検査効率が良い。また、ニンニクの出荷は主にニンニク球の状態で行うので、この点でも検査効率が良い。 In this case, the test subject is made up of garlic bulbs, which are collections of garlic cloves. Since each garlic bulb is inspected, the inspection is efficient. Also, since garlic is mainly shipped in the form of garlic bulbs, the inspection is also efficient in this respect.
この被検対象を、りん片が集合したニンニク球で構成した場合、必要に応じ、上記被害度を、被検対象に現れる変色部位の程度に基づいて定めるとともに、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で構成した下記の被害度で構成している。 If the test subject is a garlic bulb with clusters of clove, the damage level is determined as necessary based on the degree of discoloration that appears on the test subject, and is calculated as follows using an index where 0 indicates no symptoms and 100 indicates symptoms.
被害度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。
Damage index = ((number of scales in t = 1) + (number of scales in t = 2 x 2) + (number of scales in t = 3 x 3) + (number of scales in t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
また、この被検対象を、りん片が集合したニンニク球で構成した場合、必要に応じ、上記被害度を、被検対象に現れる変色部位の程度に基づいて定めるとともに、発症の程度を、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で表したとき、下記の発症の程度で表し、発症無しを0とし、発症有りの側を所定指数範囲毎に順に上昇する階級で構成している。 Furthermore, if the test subject is a garlic bulb with clusters of clove, the degree of damage is determined as necessary based on the degree of discoloration that appears on the test subject, and the degree of onset is expressed as an index with no onset being 0 and the maximum onset being 100. The degree of onset is expressed as follows, with no onset being 0 and the onset side being ranked in ascending order for each specified index range.
発症の程度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。
Severity of onset (index) = ((number of scales at t = 1) + (number of scales at t = 2 x 2) + (number of scales at t = 3 x 3) + (number of scales at t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
本発明によれば、被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度と演算モデルとから演算された演算結果により、生体の寄生虫による感染の有無及び/または被害度を判別するので、被検対象の生体を非破壊的に検査することができ、検査効率の向上を図ることができるとともに、汎用性の向上を図ることができる。また、演算モデルを用いるので、寄生虫が内部に侵入している場合や感染が僅かであっても、生体の寄生虫による感染の有無の判別や、発症の被害度の特定を確実に行うことができ検査精度を向上させることができる。更に、被害度を判別する場合には、寄生虫による発症の広がり程度が分かるので、生体の品質評価を容易に行うことができる。更にまた、被害度は、発症の程度を定量化した値となるので、発症の広がり程度を確実に把握できる。このため、生体の品質の仕分けをすることができ、より一層汎用性を向上させることができる。 According to the present invention, near-infrared light is irradiated onto a living organism under test, diffusely reflected or transmitted light from the living organism is received, the absorbance of the received light is measured, and the results of calculations based on this absorbance and a computational model are used to determine the presence or absence of parasitic infection and/or the extent of damage in the living organism. This allows for non-destructive testing of the living organism under test, improving testing efficiency and versatility. Furthermore, the use of a computational model makes it possible to reliably determine the presence or absence of parasitic infection in a living organism and determine the extent of damage caused by the onset of disease, even when parasites have invaded the organism or the infection is slight, thereby improving testing accuracy. Furthermore, when determining the extent of damage, the extent of the onset of parasitic disease can be determined, facilitating quality assessment of the living organism. Furthermore, the degree of damage is a value that quantifies the extent of onset, allowing for a reliable understanding of the extent of onset. This allows for the quality of living organisms to be classified, further improving versatility.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る生体の検査方法を説明する。この生体の検査方法は、生体の検査装置によって実現されるので、この生体の検査装置の説明において説明する。 A living body testing method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. This living body testing method is implemented using a living body testing device, and will therefore be explained in the description of this living body testing device.
図1乃至図9に示すように、本発明の実施の形態に係る生体の検査装置Sは、被検対象Wである生体の寄生虫に対する感染に係る検査を行うもので、図2に示すように、生体は、収穫されたニンニクであり、寄生虫は、イモグサレセンチュウである。被検対象Wは、りん片Waが集合したニンニク球で構成されている。ニンニク球(被検対象W)は、上に数センチメートル突出した花径Wbを有するとともに下に盤茎Wcを有し、外皮で被覆されており、洗浄されて乾燥されている。寄生虫による感染は、盤茎Wc側から生じる。Fは寄生虫に感染した病巣部(点線表示)を示す。一般には、病巣部Fは外皮に隠れて見えないか見えにくくなっている。発症が酷い場合には外皮まで影響が及び顕著に表面に現れる。 As shown in Figures 1 to 9, a living organism testing device S according to an embodiment of the present invention tests for parasitic infection in a living organism, which is a test subject W. As shown in Figure 2, the living organism is harvested garlic, and the parasite is a potato lesion nematode. The test subject W is composed of a garlic bulb with a collection of scales Wa. The garlic bulb (test subject W) has a flower diameter Wb protruding several centimeters upward, a disk stalk Wc below, is covered with an exoskeleton, and is washed and dried. Infection by the parasite begins on the disk stalk Wc side. F indicates the parasitic lesion (shown by a dotted line). Generally, the lesion F is hidden by the exoskeleton and is difficult to see. In severe cases, the lesion extends to the exoskeleton and becomes prominent on the surface.
実施の形態に係る生体の検査装置Sは、基台1と、基台1に設けられ被検対象Wを所定間隔で一個一個順次搬送する搬送部2と、基台1の近傍に設置されたロボット10と、ロボット10のロボットアーム11の先端部に搬送部2の搬送過程で被検対象Wを把持するとともに被検対象Wを検査位置Yに位置決めする把持ハンド12と、ロボット10のロボットアーム11の先端部であって把持ハンド12の近傍に設けられ把持ハンド12によって検査位置Yに位置決めされた被検対象Wの検査を行う検査部30と、検査部30の検査後にロボット10により移動させられ把持ハンド12に把持された被検対象Wを受け取る受取部50と、検査機能を実現するとともに、搬送部2,ロボット10及び検査部30の制御等を行う制御部60とを備えて構成されている。図中70は、CRT等からなる表示部である。 The biological testing device S according to the embodiment comprises a base 1, a transport unit 2 mounted on the base 1 and transporting test subjects W one by one at predetermined intervals, a robot 10 installed near the base 1, a gripping hand 12 at the tip of the robot arm 11 of the robot 10 that grips the test subject W during transport by the transport unit 2 and positions the test subject W at the testing position Y, an inspection unit 30 mounted at the tip of the robot arm 11 of the robot 10 near the gripping hand 12 and inspects the test subject W positioned at the testing position Y by the gripping hand 12, a receiving unit 50 that receives the test subject W moved by the robot 10 and gripped by the gripping hand 12 after inspection by the inspection unit 30, and a control unit 60 that performs the inspection function and controls the transport unit 2, robot 10, and testing unit 30. Reference numeral 70 in the figure denotes a display unit such as a CRT.
ロボット10において、図6に示すように、把持ハンド12は、これを開閉する開閉アクチュエータ13を介してロボットアーム11の先端に設けられており、開閉アクチュエータ13は揺動可能になっており、この開閉アクチュエータ13の揺動により、把持ハンド12は、搬送部2上の被検対象Wを把持化可能な把持位置X及び検査部30での検査を行わせる検査位置Yの2位置に移動させられる。 As shown in Figure 6, in the robot 10, the gripping hand 12 is attached to the tip of the robot arm 11 via an opening/closing actuator 13 that opens and closes the gripping hand 12. The opening/closing actuator 13 is swingable, and the swinging of the opening/closing actuator 13 moves the gripping hand 12 to two positions: a gripping position X where the object W on the transport unit 2 can be gripped, and an inspection position Y where inspection is performed in the inspection unit 30.
搬送部2は、図示外のモータで駆動されるエンドレスのベルトコンベア3と、ベルトコンベア3上にその移動方向に沿って所定間隔で設けられ被検対象Wを保持する複数の保持部20とを備えて構成されている。保持部20は、図2に示すように、被検対象Wのニンニク球をその盤茎Wcを上にして支承保持するもので、下面がベルトコンベア3の表面に固着される円筒状の側壁21及び上壁22を有したカップ状の保持本体23と、保持本体23の上壁22に形成され保持本体23の軸線を中心としニンニク球の花径Wbが挿通される挿通孔24と、挿通孔24の全部若しくは上側(実施の形態では挿通孔24の全部)で構成されニンニク球の花径Wb側の周囲を支承する円錐状の支承凹部25とを備えて構成されている。これにより、把持ハンド12で把持された被検対象Wのニンニク球の盤茎Wc側が検査部30に対峙するようにしている。 The conveying unit 2 comprises an endless belt conveyor 3 driven by a motor (not shown), and multiple holding units 20 arranged at predetermined intervals along the belt conveyor 3's movement to hold test subjects W. As shown in FIG. 2, each holding unit 20 supports and holds the test subjects W, i.e., garlic bulbs, with their stems Wc facing up. Each holding unit 20 comprises a cup-shaped holding body 23 with a cylindrical side wall 21 and top wall 22, the underside of which is fixed to the surface of the belt conveyor 3; an insertion hole 24 formed in the top wall 22 of the holding body 23, centered on the axis of the holding body 23, through which the garlic bulb with its flower diameter Wb passes; and a conical support recess 25 extending over the entire insertion hole 24 or above (the entire insertion hole 24 in this embodiment) to support the periphery of the garlic bulb with its flower diameter Wb. This positions the stems Wc side of the garlic bulb of the test subject W grasped by the grasping hand 12 facing the inspection unit 30.
基台1には、搬送部2のベルトコンベア3によって搬送された被検対象Wがロボット10の把持ハンド12で把持する所定位置に位置したことを検知する位置検知センサ(図示せず)が設けられており、この位置検知センサの検知に基づいてロボット10の把持ハンド12により被検対象Wが把持されて取出される。搬送部2のベルトコンベア3の上側には、搬送される被検対象Wを撮像するカメラ26が備えられている。カメラ26の撮像により、被検対象Wの大きさを知ることができる。 The base 1 is provided with a position detection sensor (not shown) that detects when the test object W, transported by the belt conveyor 3 of the transport unit 2, is positioned at a predetermined position for grasping by the gripping hand 12 of the robot 10. Based on the detection by this position detection sensor, the test object W is grasped and removed by the gripping hand 12 of the robot 10. A camera 26 is provided above the belt conveyor 3 of the transport unit 2 to capture an image of the test object W being transported. The size of the test object W can be determined from the image captured by the camera 26.
検査部30は、図6乃至図8に示すように、円柱状の検査ユニット31と、検査ユニット31をロボットアーム11の先端部であって把持ハンド12の近傍に支持する支持杆32と、検査ユニット31の先端側に設けられ検査位置Yに位置決めされた被検対象Wを覆うカバー33とを備えて構成されている。検査部30と把持ハンド12をロボットアーム11に設けたので、被検対象Wを搬送しながら検査することができ、その後、分別作業を行う場合、極めて効率よく行うことができる。 As shown in Figures 6 to 8, the inspection section 30 is composed of a cylindrical inspection unit 31, a support rod 32 that supports the inspection unit 31 at the tip of the robot arm 11, near the gripping hand 12, and a cover 33 that is provided at the tip of the inspection unit 31 and covers the object W to be inspected that is positioned at the inspection position Y. Because the inspection section 30 and gripping hand 12 are provided on the robot arm 11, the object W to be inspected can be transported and inspected, and subsequent sorting can be performed extremely efficiently.
検査ユニット31は、図7及び図8に示すように、円柱状のユニット本体34と、複数の光ファイバの先端部で構成され被検対象Wに近赤外領域の光を照射する光源部35、及び、光ファイバの先端部で構成され被検対象Wからの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光する受光部36を備えた検知部37を備えている。光ファイバは集約されて、円柱状の中実の保持体38に保持されており、保持体38の被検対象W側の一端面に各光ファイバの端面を露出させて、この一端面を検知部37としている。保持体38は、保持体38の軸線と同軸で中実の円柱状のユニット本体34に保持されている。保持体38の一端面である検知部37は、ユニット本体34の被検対象W側の一端面より後位に位置させられており、検知部37の前側に凹所39を形成している。 As shown in Figures 7 and 8, the inspection unit 31 comprises a cylindrical unit body 34, a light source unit 35 composed of the tips of multiple optical fibers that irradiates light in the near-infrared region onto the test object W, and a detection unit 37 equipped with a light receiving unit 36 composed of the tips of optical fibers that receives diffusely reflected or transmitted light from the test object W. The optical fibers are collected and held in a solid cylindrical holder 38, with the end face of each optical fiber exposed at one end face of the holder 38 facing the test object W, and this end face serves as the detection unit 37. The holder 38 is held in the solid cylindrical unit body 34 coaxially with the axis of the holder 38. The detection unit 37, which is one end face of the holder 38, is positioned rearward of the end face of the unit body 34 facing the test object W, and a recess 39 is formed in front of the detection unit 37.
また、検査ユニット31は、検知部37に対する防塵を行う防塵機構40を備えている。防塵機構40は、ユニット本体34の端面の外周側の一部に突設された突設部41を備え、この突設部41に、ユニット本体34の一端面に沿ってエアを噴射して凹所39を覆うエアカーテンを形成するエア噴射口42を形成して構成されている。ユニット本体34にはその軸線に平行でエア噴射口42にエアを導くエア通路43が形成されている。44はユニット本体34の他端側においてエア通路43に接続されたエアの供給管である。検知部37の光源部35及び受光部36を常に綺麗にしておくことができるので、検査を確実に行うことができるとともに、メンテナンスを容易にすることができる。 The inspection unit 31 also includes a dustproof mechanism 40 that protects the detection unit 37 from dust. The dustproof mechanism 40 includes a protruding portion 41 that protrudes from a portion of the outer periphery of the end face of the unit body 34. This protruding portion 41 is configured with an air injection port 42 that injects air along one end face of the unit body 34 to form an air curtain that covers the recess 39. The unit body 34 is formed with an air passage 43 that is parallel to its axis and directs air to the air injection port 42. 44 is an air supply pipe connected to the air passage 43 at the other end of the unit body 34. The light source portion 35 and light receiving portion 36 of the detection unit 37 can be kept clean at all times, ensuring reliable inspections and making maintenance easier.
受取部50は、被検対象Wを受取る6つのシュータ51を備えている。シュータ51は後述の判別された被害度(0~5)に対応して設けられており、ロボット10は、制御部60の指令を受けて検査後に把持ハンド12が把持している被検対象Wを、対応するシュータ51に投入する。即ち、本装置は、寄生虫の感染の有無に応じて、実施の形態では、被害度に応じて、被検対象Wを分別する分別手段52を備え、分別手段52は、制御部60によって所要の制御が行われるロボット10及び受取部50によって構成され、これらの機能によって分別を行う。 The receiving unit 50 is equipped with six chutes 51 that receive the test objects W. The chutes 51 are provided to correspond to the determined damage level (0-5), as described below, and the robot 10, upon receiving a command from the control unit 60, places the test objects W held by the gripping hands 12 into the corresponding chute 51 after inspection. In other words, this device is equipped with a sorting means 52 that sorts the test objects W according to the presence or absence of parasitic infection, and in this embodiment, according to the damage level. The sorting means 52 is composed of the robot 10 and the receiving unit 50, which are controlled as required by the control unit 60, and sorting is performed using these functions.
制御部60は、図9に示すように、総合制御を行う演算処理部61を備えている。演算処理部61は、予め、寄生虫に感染しているサンプル生体と寄生虫に感染していないサンプル生体とに近赤外領域の光を照射することによりこのサンプル生体から得られる拡散反射光あるいは拡散透過光の近赤外線領域の波長についての吸光度における二次微分スペクトルに基づいて構築され、生体の寄生虫に対する感染の有無及び/または感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度に係る演算を行う演算モデルを記憶する演算モデル記憶部62を備えている。 As shown in Figure 9, the control unit 60 is equipped with a calculation processing unit 61 that performs overall control. The calculation processing unit 61 is equipped with a calculation model storage unit 62 that stores a calculation model that is constructed based on the second derivative spectrum of absorbance at wavelengths in the near-infrared region of diffuse reflected light or diffuse transmitted light obtained from a sample organism infected with a parasite and a sample organism not infected with a parasite by irradiating the sample organism with light in the near-infrared region. The calculation model performs calculations related to the presence or absence of parasite infection in the organism and/or the degree of damage, which is quantified as a predetermined level of onset due to infection, ranging from no onset to a maximum of onset.
また、演算処理部61は、受光部36が受光した光の吸光度と演算モデル記憶部62に記憶した演算モデルとから演算された演算結果により、感染の有無及び/または被害度を判別する判別部63を備えている。即ち、判別部63は、受光部36が受光した光の吸光度と演算モデルとから演算された演算結果により生体が寄生虫に感染しているか否かの判別をする感染判別機能を備えている。また、判別部63は、受光部36が受光した光の吸光度と演算モデルとから演算された演算結果により、生体の寄生虫に対する感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度を判別する被害度判別機能を備えている。 The calculation processing unit 61 also has a discrimination unit 63 that determines the presence or absence of infection and/or the degree of damage based on the calculation results calculated from the absorbance of light received by the light receiving unit 36 and the calculation model stored in the calculation model storage unit 62. That is, the discrimination unit 63 has an infection discrimination function that determines whether or not a living organism is infected with a parasite based on the calculation results calculated from the absorbance of light received by the light receiving unit 36 and the calculation model. The discrimination unit 63 also has a damage degree discrimination function that determines the degree of damage, which is a numerical value representing the degree of onset, ranging from a predetermined maximum of no onset to onset, due to infection of a living organism with a parasite, based on the calculation results calculated from the absorbance of light received by the light receiving unit 36 and the calculation model.
実施の形態では、被害度は、図2に示すように、被検対象Wに現れる変色部位の程度に基づいて定めている。被害度において、感染無しの被検対象Wについても階級付けすることができる。実施の形態では、発症無しに感染無しを含ませている。被害度と感染の有無を精査したい場合には、各々の学習済みモデルを使用して対処することもできる。被害度としては、2種類の態様を用いている。一方の被害度は、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で構成している。詳しくは、下記の被害度によって行う。 In this embodiment, the damage level is determined based on the degree of discoloration that appears on the subject W, as shown in Figure 2. Subjects W that are not infected can also be ranked in terms of damage level. In this embodiment, no onset includes no infection. If it is necessary to closely examine the damage level and the presence or absence of infection, each trained model can be used. Two types of damage level are used. One type of damage level is an index where no onset is set to 0 and the maximum value of onset is 100. In more detail, this is done using the damage level below.
被害度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。
Damage index = ((number of scales in t = 1) + (number of scales in t = 2 x 2) + (number of scales in t = 3 x 3) + (number of scales in t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
他方の被害度は、発症の程度を、発症無しを0とし、発症有りの最大を100とした指数で表したとき、発症無しを0とし、発症有りの側を所定指数範囲毎に順に上昇する階級で構成している。実施の形態では、被害度を下記の6階級に設定している。 The other damage level is expressed as an index where the degree of onset is 0 for no onset and 100 for the maximum of onset, with no onset being 0 and onset being 100 being the maximum, and is composed of ranks that increase in order for each specified index range. In this embodiment, the damage level is set to the following six ranks.
被害度0=発症の程度 0
発症の程度 0<被害度1≦発症の程度20
発症の程度20<被害度2≦発症の程度40
発症の程度40<被害度3≦発症の程度60
発症の程度60<被害度4≦発症の程度80
発症の程度80<被害度5≦発症の程度100
Damage level 0 = severity of onset 0
Severity of onset 0 < Damage level 1 ≦ Severity of onset 20
Severity of onset 20 < Damage level 2 ≦ Severity of onset 40
Severity of onset 40 < Damage level 3 ≦ Severity of onset 60
Severity of onset 60 < Damage level 4 ≦ Severity of onset 80
Severity of onset 80 < Damage level 5 ≦ Severity of onset 100
発症の程度は下記の通り定める。
発症の程度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。
The severity of the disease is determined as follows:
Severity of onset (index) = ((number of scales at t = 1) + (number of scales at t = 2 x 2) + (number of scales at t = 3 x 3) + (number of scales at t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
演算モデルは、統計学的解析を用いて構築される解析モデル、または、機械学習を用いて構築される学習済みモデルからなり、
統計学的解析は、判別分析、重回帰分析、PLS回帰分析、ロジスティック回帰分析、サポートベクターマシン(SVM)から選択され、
機械学習は、決定木(CART),回帰木,ランダムフォレスト,勾配ブースティング木等の木分析、パーセプトロン、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)、再起型ニューラルネットワーク(RNN)、残差ネットワーク(ResNet)等のニューラルネットワーク若しくはディープラーニング(DNN)、これらの組合せからなるアンサンブル分析から選択される。
The computational model is an analytical model constructed using statistical analysis or a trained model constructed using machine learning,
The statistical analysis is selected from discriminant analysis, multiple regression analysis, PLS regression analysis, logistic regression analysis, and support vector machine (SVM);
The machine learning is selected from tree analysis such as decision trees (CART), regression trees, random forests, and gradient boosted trees, neural networks such as perceptrons, convolutional neural networks (CNN), recurrent neural networks (RNN), and residual networks (ResNet), or deep learning (DNN), and ensemble analysis consisting of a combination of these.
詳しくは、重回帰分析,PLS回帰分析,ロジスティック回帰分析においては、予め、寄生虫に感染しているサンプル生体と寄生虫に感染していないサンプル生体とに近赤外線を照射し、該サンプル生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、該吸光度における二次微分スペクトルの統計学的解析により上記寄生虫に起因する帰属波長に係る解析モデル(演算モデル)を特定しておき、被検対象Wの物体に近赤外線を照射し、被検対象Wの生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、これらの吸光度と上記解析モデルとから算出された算出結果から生体の寄生虫に対する感染の有無及び/または感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度を判別する。 In more detail, in multiple regression analysis, PLS regression analysis, and logistic regression analysis, near-infrared light is irradiated onto a sample living organism infected with a parasite and a sample living organism not infected with a parasite, the diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the sample living organism is received, the absorbance of the received light is measured, and an analytical model (computational model) relating to the wavelengths attributed to the parasite is identified through statistical analysis of the second-order derivative spectrum of the absorbance. Near-infrared light is then irradiated onto the object W to be examined, the diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the living organism of the subject W is received, and the absorbance of the received light is measured. From the results calculated from these absorbances and the analytical model, the presence or absence of parasite infection in the living organism and/or the degree of damage, quantified as a predetermined level of onset due to infection ranging from no onset to a maximum of onset, is determined.
<重回帰分析>
上記解析モデルを、上記サンプル生体中から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分して重回帰分析法により特定する。MSC(Multiplicative Scatter Correction)とは測定スペクトル中に起きる乗算的因子(光の散乱等)や加算的因子を除去するための前処理法である(以下同じ)。
<Multiple regression analysis>
The analytical model is determined by multiple regression analysis, where the absorbance spectrum of the light received from the sample is subjected to MSC processing and then second-order differentiation. MSC (Multiplicative Scatter Correction) is a preprocessing method for removing multiplicative factors (such as light scattering) and additive factors that occur in the measured spectrum (hereinafter the same).
上記解析モデルを、互いに相関係数の高い第1~n波長の吸光度を変数とする下記の一般式(B)の関係を満たす式(判別式)により特定した。 The above analytical model was identified using an equation (discriminant) that satisfies the relationship of the following general formula (B), which uses the absorbances of wavelengths 1 to n that have high correlation coefficients as variables.
一般式(B)において、第1波長(λ1)乃至第n波長(λn)を選択するにあたり、先ず、予めサンプル生体の吸光度を測定しておき、生体中に寄生虫が感染しているか否かはその後のベルマン法による培養法等の別手段で行い、生体中に寄生虫に感染しているサンプルか感染していないサンプルかを指標として、上記寄生虫に感染したサンプル生体の吸光度と、上記寄生虫に感染していないサンプル生体の吸光度との重回帰分析によって求められた上記寄生虫に帰属する相関係数が最も高い第1波長(λ1)の近赤外線の波長域を選択し、次に、該第1波長(λ1)の近赤外線波長域と700nm~2500nmの範囲の波長域との重回帰分析によって上記寄生虫に帰属し該第1波長(λ1)の近赤外線の波長域の相関係数以上の高い相関係数となる第2波長(λ2)の波長域を選択し、それから、上記第1波長(λ1)及び第2波長(λ2)の近赤外線の波長域と700nm~2500nm範囲の波長域との重回帰分析によって上記寄生虫に帰属し上記第1波長(λ1)及び第2波長(λ2)の近赤外線の波長域の相関係数以上の相関係数となる第3波長(λ3)の波長域を選択し、このように第1波長(λ1)~第(n-1)波長(λn-1)の近赤外線の波長域と700nm~2500nmの範囲の波長域との重回帰分析によって上記寄生虫に帰属し、上記第1波長(λ1)の近赤外線の波長域の相関係数以上となる第n波長(λn)の波長域を選択する。 In general formula (B), when selecting the first wavelength (λ1) to the nth wavelength (λn), the absorbance of the sample organism is first measured in advance, and then whether or not the organism is infected with a parasite is determined by another method, such as a culture method using the Bellman method. Using the absorbance of the sample organism infected with the parasite and the absorbance of the sample organism not infected with the parasite as an indicator, the near-infrared wavelength range of the first wavelength (λ1) with the highest correlation coefficient attributable to the parasite is selected by multiple regression analysis of the near-infrared wavelength range of the first wavelength (λ1) with the wavelength range of 700 nm to 2500 nm. A wavelength range of a second wavelength (λ2) is selected that has a correlation coefficient equal to or greater than the correlation coefficient of the near-infrared wavelength range of the wavelength (λ1). Then, a wavelength range of a third wavelength (λ3) is selected that is attributed to the parasite and has a correlation coefficient equal to or greater than the correlation coefficient of the near-infrared wavelength range of the first wavelength (λ1) and the second wavelength (λ2) through a multiple regression analysis of the near-infrared wavelength ranges of the first wavelength (λ1) to the second wavelength (λ2) and a wavelength range of 700 nm to 2500 nm. In this way, a wavelength range of an nth wavelength (λn) is selected that is attributed to the parasite and has a correlation coefficient equal to or greater than the correlation coefficient of the near-infrared wavelength range of the first wavelength (λ1).
<PLS回帰分析>
上記解析モデルを、上記サンプル物体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分してPLS(Partial least square projection to Latent Structure)分析法により算出して特定した。
<PLS regression analysis>
The analytical model was determined by calculating and determining the absorbance spectrum of the light received from the sample object using a partial least square projection to latent structure (PLS) analysis method, by subjecting the absorbance spectrum to MSC processing and then second-order differentiation.
<ロジスティック回帰分析法>
上記学習済みモデルを、上記サンプル物体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分してロジスティック回帰分析法により算出して特定した。
<Logistic regression analysis method>
The trained model was identified by calculating and using logistic regression analysis after second-order differentiation of the absorbance spectrum of the light received from the sample object after MSC processing.
<サポートベクターマシン(SVM)>
上記学習済みモデルを、上記サンプル物体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分してSVM(Saport Vecter Machine)法により特定した。
<Support Vector Machine (SVM)>
The trained model was identified by the SVM (Support Vector Machine) method by subjecting the absorbance spectrum of the light received from the sample object to MSC processing and then second-order differentiation.
次に、ディープラーニング法の例を挙げる。
<ディープラーニング法(1)>
例えば、上記学習済みモデルとして、上記サンプル生体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分してディープラーニング法の決定木とランダムフォレスト法とによる所謂アンサンブル法による学習済みモデルを用いる。アンサンブル法によって、統計学的に優位な学習済みモデルとする。組み合わせはこれに限定されず、適宜選択して組み合わせてよい。後述のAI学習済みモデルA~Cのタイプである。
Next, we will give an example of deep learning methods.
<Deep Learning Method (1)>
For example, the trained model is a trained model obtained by a so-called ensemble method using a decision tree of a deep learning method and a random forest method, after MSC processing of the absorbance spectrum of light received from the sample living body. The ensemble method is used to obtain a statistically superior trained model. The combination is not limited to this, and may be selected and combined as appropriate. These are types A to C of AI trained models described below.
<ディープラーニング法(2)>
上記学習済みモデルとして、上記サンプル生体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分してディープラーニング法のDNN(Deep Neural Network)法による学習済みモデルを用いる。後述のAI学習済みモデルD~Fのタイプである。
<Deep Learning Method (2)>
As the trained model, a trained model using a deep learning method, DNN (Deep Neural Network), is used, in which the absorbance spectrum of light received from the sample living body is subjected to MSC processing and then second-order differentiation. These are types D to F of the AI trained models described below.
<ディープラーニング法(3)>
上記学習済みモデルとして、上記サンプル生体から受光した光の吸光度スペクトルをMSC処理後に二次微分し、その波形を画像化してディープラーニング法のCNN(Convolutional Neural Network)法による学習済みモデルを用いる。後述のAI学習済みモデルG~Iのタイプである。
<Deep Learning Method (3)>
As the trained model, the absorbance spectrum of the light received from the sample living body is subjected to MSC processing, and the resulting waveform is imaged and trained using a deep learning CNN (Convolutional Neural Network) method. These are the AI trained models G to I described below.
実施の形態において、感染の有無についての学習済みモデルは、生体(ニンニク)の寄生虫(イモグサレセンチュウ)に対する感染の有無に係る演算結果を出力するようコンピュータを機能させるための学習済みモデルであって、
予めサンプル生体の吸光度を測定しておき、生体中の寄生虫の有無の認定はその後培養法等の別手段で行い、認定した寄生虫の有無を指標として、寄生虫に感染していないサンプル生体の吸光度データと、寄生虫に感染したサンプル生体の吸光度データとを、夫々寄生虫の有無に対応させ、この対応させたデータを教師データとし、該教師データを用いて学習させられたものであり、被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度データから生体が寄生虫に感染しているか否かを定量化した値を出力するよう、コンピュータを機能させる。
In an embodiment, the trained model for the presence or absence of infection is a trained model for causing a computer to function to output a calculation result relating to the presence or absence of infection of a living organism (garlic) with a parasite (potato-lesion nematode),
The absorbance of a sample organism is measured in advance, and the presence or absence of parasites in the organism is then confirmed by another means such as a culture method. Using the confirmed presence or absence of parasites as an indicator, the absorbance data of the sample organism not infected with parasites and the absorbance data of the sample organism infected with parasites are matched to the presence or absence of parasites, respectively, and this matched data is used as training data.The computer is trained using this training data, and near-infrared light is irradiated onto the organism to be tested, diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the organism to be tested is received, the absorbance of the received light is measured, and a value quantifying whether the organism is infected with a parasite is output from the absorbance data.
また、発症に係る被害度についての学習済みモデルは、生体(ニンニク)の寄生虫(イモグサレセンチュウ)に対する感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度に係る演算結果を出力するようコンピュータを機能させるための学習済みモデルであって、
予めサンプル生体の吸光度を測定しておき、生体の寄生虫に対する感染による発症の被害度の認定はその後目視等の別手段で行い、該認定した生体の被害度を指標として、発症していないサンプル生体の吸光度データと、発症したサンプル生体の吸光度データとを、夫々、生体の被害度に対応させ、この対応させたデータを教師データとし、該教師データを用いて学習させられたものであり、被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度データから生体の寄生虫に対する感染による発症の被害度を定量化した値を出力するよう、コンピュータを機能させる。図10には、学習済みモデルの構成例を示す。実施の形態では、例えば、入力層には、波長2nm間隔での550個の吸光度データが入力される。
The trained model for the degree of damage related to onset is a trained model for causing a computer to function so as to output a calculation result relating to the degree of damage, which is a numerical value representing the degree of onset from a predetermined maximum of no onset to onset due to infection of a parasite (potato lesion nematode) of a living organism (garlic),
The absorbance of a sample organism is measured in advance, and the degree of damage caused by parasitic infection in the organism is then determined by another means, such as visual inspection. Using the determined degree of damage as an index, the absorbance data of a non-infected sample organism and the absorbance data of an infected sample organism are each associated with the degree of damage to the organism. This associated data is used as training data, and the computer is trained using this training data. The computer is then caused to irradiate the subject organism with near-infrared light, receive diffusely reflected or transmitted light from the subject organism, measure the absorbance of the received light, and output a value quantifying the degree of damage caused by parasitic infection in the organism from the absorbance data. Figure 10 shows an example configuration of the trained model. In this embodiment, for example, 550 absorbance data sets at wavelength intervals of 2 nm are input to the input layer.
実施の形態においては、演算モデルとして、種類の異なる複数の演算モデルが備えられ、これらを選択的に用いることができるようにしている。図9及び図13には、重回帰分析モデル,ロジスティック回帰分析モデル,サポートベクターマシン(SVM),AI学習済みモデルとして、A~Fのタイプ、別のAI学習済みモデルとして、G~Iのタイプを用いた場合を示す。これらの具体的内容については後述の実施例に示す。 In the embodiment, multiple different types of computational models are provided, which can be selectively used. Figures 9 and 13 show cases where a multiple regression analysis model, a logistic regression analysis model, a support vector machine (SVM), AI-trained models types A to F, and other AI-trained models types G to I are used. Specific details of these are provided in the examples below.
演算処理部61は、種類の異なる複数の演算モデルを備えており、各演算モデルの判断結果の採否を判断する判断部64を備えている。判断部64は、感染の有無を判別する種類の異なる複数の演算モデルを選択した際、演算モデルによる各判別結果のうちいずれか1つが感染有りを判別したとき、当該判別結果を優先して採用する構成とすることができる。また、判断部64は、感染の有無を判別する種類の異なる3以上の演算モデルを用い、各演算モデルの感染の有無の判別結果を多数決で決定して採用する構成とすることができる。また、被害度を判別するときには、被害度に係る演算モデルを何れか1つ選択して用いることができる。この場合、全ての演算モデルにおいて演算を行いその結果を選択的に用いることができるようにすることができる。判断部64は、選択された演算モデルの演算結果を採用する。尚、表示部70には、全ての演算モデルの演算結果を表示することができる。実施の形態では、最終結果として、6階級の被害度を出力するようにしている。 The calculation processing unit 61 is equipped with multiple calculation models of different types and a judgment unit 64 that judges whether to accept or reject the judgment results of each calculation model. When multiple calculation models of different types for determining the presence or absence of infection are selected, the judgment unit 64 can be configured to prioritize and adopt any one of the judgment results of the calculation models that determines the presence of infection. The judgment unit 64 can also be configured to use three or more calculation models of different types for determining the presence or absence of infection, and to decide and adopt the infection judgment results of each calculation model by majority vote. When determining the level of damage, any one of the calculation models related to the level of damage can be selected and used. In this case, calculations can be performed using all calculation models, and the results can be selectively used. The judgment unit 64 adopts the calculation result of the selected calculation model. The calculation results of all calculation models can be displayed on the display unit 70. In this embodiment, six levels of damage level are output as the final result.
また、図9に示すように、制御部60において、演算処理部61は、作動制御部65を有している。これは、処理履歴記憶機能、表示部70への結果表示機能、ロボット10の操作機能、インターネット通信機能、光量制御機能を備えている。また、制御部60は、インターネット通信機能により制御される通信部66、分光部を有しその分光制御回路を制御する等検査部30に係る制御を行う検査制御部67、搬送部2を制御する搬送部制御回路及びロボット10を制御するロボット制御回路等を備えた駆動制御部68、キーボード(図示せず)や設定パネル(図示せず)等の動作命令部69を備えて構成されている。 As shown in FIG. 9, the control unit 60 includes an arithmetic processing unit 61 with an operation control unit 65. This unit has a processing history storage function, a result display function on the display unit 70, a robot 10 operation function, an internet communication function, and a light intensity control function. The control unit 60 also includes a communication unit 66 controlled by the internet communication function, an inspection control unit 67 that has a spectrometer and controls the inspection unit 30, such as controlling its spectroscopic control circuit, a drive control unit 68 that includes a transport unit control circuit that controls the transport unit 2 and a robot control circuit that controls the robot 10, and an operation command unit 69 that includes a keyboard (not shown) and a setting panel (not shown).
作動制御部65における処理履歴記憶機能は、被検対象Wの測定個数の累積,判別結果やその累積結果を時系列で蓄積して記憶しておく。インターネット通信機能は、遠隔地で使用しているときに、その判別状況やシステムの状態を把握するため、また、アプリケーション(判別手法)のバージョンアップ等のメンテナンスを遠隔操作で行なうための機能である。このインターネット通信機能を利用することにより、被検対象Wの検査を、場所を問わず行なえるので、装置の汎用性を向上させることができる。光量制御機能は、分光部内で光検出センサが適切なレベルで測定が行なえるように光源の光量及び分光部内のセンサの感度を調整する。 The processing history storage function in the operation control unit 65 accumulates and stores the cumulative number of measurements of the test object W, the discrimination results, and the cumulative results in chronological order. The internet communication function is used to understand the discrimination situation and system status when used in a remote location, and to perform maintenance such as application (discrimination method) updates remotely. By using this internet communication function, the test object W can be inspected regardless of location, thereby improving the versatility of the device. The light intensity control function adjusts the light intensity of the light source and the sensitivity of the sensor in the spectroscopic unit so that the light detection sensor in the spectroscopic unit can perform measurements at an appropriate level.
表示部70において、各種データが表示される。表示部70の表示は画面操作部(動作命令部69)で操作され、入力設定画面,判別結果表示画面,エラー表示画面等適宜に切り換わって表示可能になっている。尚、判別結果をLCDパネルに表示しても良い。また、判別結果を音声出力するようにしても良い。更に、外部へのデータ出力インターフェースを設けても良い。 Various data are displayed on the display unit 70. The display on the display unit 70 is operated by the screen operation unit (operation command unit 69), and can be switched appropriately to display an input setting screen, a discrimination result display screen, an error display screen, etc. The discrimination results may also be displayed on an LCD panel. The discrimination results may also be output as audio. Furthermore, an external data output interface may be provided.
実施の形態においては、演算処理部61は、判別部63が被害度を判別すると、分別手段52により、被害度に応じて、被検対象Wを分別する。即ち、判別部63が被害度を判別すると、この判別した被害度に対応して被検対象Wを分別するよう作動制御部65のロボット操作機能及び駆動制御部68のロボット制御回路を介して、ロボット10を作動させ、把持ハンド12が把持している被検対象Wを、対応するシュータ51に投入せしめる。その他、制御部60は種々の制御を行う。 In this embodiment, when the discrimination unit 63 determines the degree of damage, the calculation processing unit 61 uses the classification means 52 to classify the test objects W according to the degree of damage. That is, when the discrimination unit 63 determines the degree of damage, the calculation processing unit 61 operates the robot 10 via the robot operation function of the operation control unit 65 and the robot control circuit of the drive control unit 68 to classify the test objects W according to the determined degree of damage, and causes the test objects W grasped by the grasping hand 12 to be thrown into the corresponding chute 51. The control unit 60 also performs various other control functions.
従って、この実施の形態に係る生体の検査装置Sを用いて、被検対象Wの検査を行うときは、以下のようになる。図11乃至図13に示すフローチャートを用いて説明する。
図11に示すように、メイン電源供給スイッチ(図示せず)が入れられると、制御部60が起動し、分光部やセンサ、ランプ等の各機構のチェックを行なう(1-1)。このとき表示部70にはシステムの初期化中を示す画面が表示され表示灯は黄色が点灯する(1-2)。各機構のチェック動作完了後に吸光度算出の基準となるリファレンス波形を計測(1-3)し、これを制御部60内部の記憶部に記憶しておく(1-4)。その後メイン画面が表示され表示灯は緑色が点灯する(1-8)。その間に設定パネル(図示せず)から設定値呼び出し操作(1-5)があればランプ点灯累積時間や日付時間等の確認用画面が表示される(1-6)。検査を行なうには設定パネルを操作しメイン画面へ戻る(1-7)。
Therefore, when the living body testing apparatus S according to this embodiment is used to test the subject W, the procedure is as follows: This will be explained using the flow charts shown in FIGS.
As shown in Figure 11, when the main power supply switch (not shown) is turned on, the control unit 60 starts up and checks each mechanism, such as the spectroscope, sensors, and lamps (1-1). At this time, the display unit 70 displays a screen indicating that the system is initializing, and the indicator light turns yellow (1-2). After each mechanism has been checked, a reference waveform, which serves as the basis for calculating absorbance, is measured (1-3) and stored in the memory inside the control unit 60 (1-4). The main screen then appears, and the indicator light turns green (1-8). If a setting value is recalled from the setting panel (not shown) during this time (1-5), a confirmation screen for the accumulated lamp lighting time, date, and time, etc., is displayed (1-6). To perform an inspection, operate the setting panel to return to the main screen (1-7).
被検対象Wとしてのニンニク球をその盤茎Wcを上にして保持部20に載置する。メイン画面の表示灯が緑色の時に制御ボタンのスタートスイッチを押す(1-9)と、被検対象Wの測定と判別ルーチンを実行する(1-10)。この被検対象Wの測定と判別ルーチンにおいては、図12に示すように、始めに制御部60より搬送部2のベルトコンベア3の動作指示がされ(2-1)、被検対象Wを搬送する。この搬送過程で位置検知センサが、被検対象Wがロボット10の把持ハンド12で把持する所定位置に位置したことを検知する(2-2)と、カメラによる撮像が行われる(2-3)とともに、その後、所定位置でロボット10の把持ハンド12により被検対象Wが把持されて取出され、被検対象Wは検査位置Yに位置決めされ、検査部30により、被検対象Wの測定を行う。検査部30においては、光源部35から光が被検対象Wに照射されるとともに、その拡散反射光あるいは拡散透過光を受光部36により受光し、光ファイバで検査制御部67の分光部に伝送され、分光部にて近赤外線の波長の強度を波長域毎に電圧変換して抽出して演算処理部61に伝送する(2-4)。そして、拡散反射光あるいは拡散透過光の強度スペクトルを得て寄生虫判別の別ルーチンにより判別を行なう(2-5)。 A garlic bulb serving as the test object W is placed on the holder 20 with its stem Wc facing up. When the indicator light on the main screen is green, pressing the start switch (1-9) on the control button executes a measurement and discrimination routine for the test object W (1-10). In this measurement and discrimination routine for the test object W, as shown in FIG. 12, the control unit 60 first issues an instruction to operate the belt conveyor 3 of the transport unit 2 (2-1), transporting the test object W. During this transport process, the position detection sensor detects that the test object W has reached the predetermined position for gripping by the gripping hand 12 of the robot 10 (2-2). An image is then captured by the camera (2-3). The test object W is then gripped and removed by the gripping hand 12 of the robot 10 at the predetermined position. The test object W is then positioned at the inspection position Y, and the inspection unit 30 measures the test object W. In the inspection unit 30, light is irradiated onto the subject W from the light source unit 35, and the diffusely reflected or diffusely transmitted light is received by the light receiving unit 36 and transmitted via optical fiber to the spectroscopic unit of the inspection control unit 67, where the intensity of the near-infrared wavelengths is converted into voltage for each wavelength range and extracted and transmitted to the calculation processing unit 61 (2-4). The intensity spectrum of the diffusely reflected or diffusely transmitted light is then obtained and used to perform a parasite discrimination using a separate routine (2-5).
判別ルーチンにおいては、図13に示すように、分光部より伝送された拡散光強度(拡散光スペクトル)についてノイズ除去処理を施し(3-1、3-2)、初期化時に記憶したリファレンス波形を読込み(3-3)、測定被検対象Wの近赤外線の吸光度を算出する(3-4)。その吸光度について標準化処理を行ない(3-5)、更に二次微分処理を施し(3-6)、その二次微分スペクトルについてセンタリングとスケーリング処理を施す(3-7)。このスペクトルを用いて、演算モデル記憶部61に予め記憶してある演算モデルによる判別を行う。判別は、重回帰分析(3-8),ロジスティック回帰分析(3-9),AI学習済みモデル(1)(2)のA~Fのタイプの演算(3-10),AI学習済みモデル(3)のG~Iのタイプの演算(3-11),サポートベクターマシン(SVM)の演算(3-12)において行われる。 As shown in Figure 13, the discrimination routine involves noise reduction (3-1, 3-2) of the diffused light intensity (diffuse light spectrum) transmitted from the spectroscopic unit, reading in the reference waveform stored during initialization (3-3), and calculating the near-infrared absorbance of the measurement object W (3-4). This absorbance is then standardized (3-5) and subjected to second-order differentiation (3-6), and the second-order derivative spectrum is then centered and scaled (3-7). This spectrum is then used to discriminate using a computation model pre-stored in the computation model storage unit 61. Discrimination is performed using multiple regression analysis (3-8), logistic regression analysis (3-9), AI-trained model (1) (2) type A to F calculation (3-10), AI-trained model (3) type G to I calculation (3-11), and support vector machine (SVM) calculation (3-12).
演算モデルとして、感染の有無を判別する種類の異なる複数の演算モデルを選択した場合には、判断部64により、各演算モデルによる各判別結果のうちいずれか1つが感染有りを判別したとき、当該判別結果を優先して採用し(3-13)、最終判別結果を算出する(3-14)。あるいは、演算モデルとして、感染の有無を判別する種類の異なる3以上の演算モデルを用いた際には、判断部64により、各演算モデルの感染の有無の判別結果を多数決で決定して採用し(3-13)、最終判別結果を算出する(3-14)。実施の形態では、演算モデルとして、被害度を判別する演算モデルを採用しており、判断部64は、選択された演算モデルの演算結果を採用し(3-13)、最終判別結果を算出する(3-14)。実施の形態では、最終結果として、6階級の被害度を出力するようにしている。また、全判断結果は表示部70で見ることができる。 When multiple different types of computation models for determining the presence or absence of infection are selected as the computation model, if the determination unit 64 determines that one of the computation models indicates the presence of infection, it prioritizes and adopts that determination result (3-13) and calculates the final determination result (3-14). Alternatively, when three or more different types of computation models for determining the presence or absence of infection are used as the computation model, the determination unit 64 decides and adopts the infection determination results of each computation model by majority vote (3-13) and calculates the final determination result (3-14). In this embodiment, a computation model for determining the degree of damage is used as the computation model, and the determination unit 64 adopts the computation result of the selected computation model (3-13) and calculates the final determination result (3-14). In this embodiment, six levels of damage are output as the final result. All determination results can be viewed on the display unit 70.
被検対象Wの測定を終えると、図12に戻り、被害度の結果に基づいて、ロボット10を動作させ、受取部50の対応するシュータ51に被検対象Wを投入して分別する(2-6)。また、図11に戻り、その判別結果とこれまでの判別結果の累計を表示する(1-13)。その間に各機構にてエラー発生や非常停止ボタンが押されると(1-11)、エラー発生画面が表示され表示灯は赤色が点灯する(1-12)。復帰するにはランプ、分光部、センサ等の機構をチェックする。判別結果や被検対象Wの測定時の拡散光スペクトルは制御部60内の記憶機能に記憶されていく。この流れはストップボタンが押されるまで繰り返し実行される(1-15)。 Once the measurement of the test object W is complete, the process returns to Figure 12. Based on the damage level results, the robot 10 is operated and the test object W is placed into the corresponding chute 51 of the receiving unit 50 for sorting (2-6). The process also returns to Figure 11, where the discrimination results and the cumulative discrimination results up to that point are displayed (1-13). If an error occurs in any mechanism or the emergency stop button is pressed during this time (1-11), an error screen is displayed and the indicator light turns red (1-12). To recover, check the lamp, spectrometer, sensor, and other mechanisms. The discrimination results and the diffuse light spectrum during measurement of the test object W are stored in the memory function within the control unit 60. This process is repeated until the stop button is pressed (1-15).
次に、演算モデルの実施例を示すとともに、その演算モデルを用いて実際に検査して検証した検証結果を示す。
<実施例1:重回帰分析(感染の有無判別)>
被検対象Wのニンニク球は、青森県六戸町の実験圃場で生産されたもので、出荷状態に整えたニンニク球12,480個を用いた。
図14に示すように、重回帰分析モデルの作成用データは、全被検対象Wを近赤外分光後に、当該被検対象Wについてベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行い、感染の有無を確認検査し、この感染の有無と当該サンプルの近赤外分光波長の吸光度データとを対応させたものである。その作成用データを用いて、感染の有無を判別するに必要な波長を相関が高い順に探索して、感染有無の重回帰分析モデルを作成した。
Next, an example of a calculation model will be shown, along with the results of verification performed by actually inspecting and verifying the calculation model.
Example 1: Multiple regression analysis (determining whether or not an infection is present)
The garlic bulbs used as test subject W were produced in an experimental field in Rokunohe Town, Aomori Prefecture, and 12,480 garlic bulbs prepared for shipping were used.
14, the data for creating the multiple regression analysis model was obtained by subjecting all test subjects W to near-infrared spectroscopy, culturing the test subjects W with potato-lesion nematodes using the Bellman method, and then examining the test subjects W to confirm whether they were infected, and correlating the presence or absence of infection with the absorbance data of the near-infrared spectral wavelengths of the samples. Using this creation data, the wavelengths necessary to determine the presence or absence of infection were searched for in order of highest correlation, and a multiple regression analysis model for the presence or absence of infection was created.
具体的な感染有無の重回帰分析モデルで判別するために必要な波長は対数価値0.069以上の191個を用いた。図14に示すように、感染有無の重回帰モデルは相関係数は0.6898である。相関関係は認められるが、高い相関があるとは云えない。しかしながら、当該重回帰分析モデルの推測値0.5以上を「感染あり」と判別値を設定した場合では、「感染なし」の99.6%、「感染あり」においても99.6%であった。この重回帰分析モデルは、判別値の設定において、ニンニクのイモグサレセンチュウ感染の有無を判別できるものである。 Specific wavelengths required for the multiple regression analysis model to determine whether or not an infection is present were 191 wavelengths with a logarithmic value of 0.069 or greater. As shown in Figure 14, the correlation coefficient for the multiple regression model to determine whether or not an infection is present is 0.6898. While a correlation is observed, it cannot be said to be highly correlated. However, when the prediction value of the multiple regression analysis model was set to 0.5 or greater as the discriminant value for "infection," the probability of "not infected" was 99.6%, and even the probability of "infection" was 99.6%. This multiple regression analysis model can determine whether or not garlic is infected with potato-lesion nematodes, depending on the discriminant value set.
この実施例1に係る演算モデル(感染有無の重回帰モデル)を用いて判別率と精度について検証した。被検対象Wとして、青森県六戸町の実験圃場で生産されたもので、出荷状態に整えたニンニク球を200個を用いた。結果を図15に示す。この結果から、感染有無の重回帰モデルでは、重相関係数0.6836であった(図15(a))。この重回帰モデルの感染の有無判別の精度は、推測値の判別値を0.5以上に設定した場合では、Precision0.9422で、「感染なし」の97.1%、「感染あり」の90.7%の精度で判別が可能であった(図15(b))。 The computational model according to Example 1 (multiple regression model for infection) was used to verify the discrimination rate and accuracy. 200 garlic bulbs, produced in an experimental field in Rokunohe, Aomori Prefecture, and prepared for shipping, were used as test subjects W. The results are shown in Figure 15. The results show that the multiple regression model for infection had a multiple correlation coefficient of 0.6836 (Figure 15(a)). When the estimated discrimination value was set to 0.5 or higher, the accuracy of this multiple regression model for discriminating between the presence and absence of infection was 0.9422, with a precision of 97.1% for "no infection" and 90.7% for "infection" (Figure 15(b)).
<実施例2:重回帰分析(被害度(指数)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を用いた。被検対象Wのニンニク球を近赤外分光検査後に、当該検査ニンニク球についてベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うとともに、被害度はニンニクの病巣程度を上記の被害度(指数)で算定した。被害度(指数)の重回帰モデルは、対数価値0.018以上で選択した196個の波長(図示せず)を得た。それら波長を用いた重回帰式を被害度(指数)推測重回帰モデルとした。図16(a)に示すように、当該重回帰モデルは、相関係数は0.7815で被害度(指数)の推測は可能結果を得た。
Example 2: Multiple regression analysis (damage level (index) discrimination)
The garlic bulbs used for the test W were 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above. After near-infrared spectroscopy testing of the garlic bulbs for test W, the test garlic bulbs were cultured for potato leaf nematodes using the Bellman method, and the damage level was calculated by measuring the extent of lesions on the garlic using the damage level (index) described above. A multiple regression model for the damage level (index) was created using 196 wavelengths (not shown) selected with a logarithmic value of 0.018 or higher. A multiple regression equation using these wavelengths was used as a damage level (index) estimation multiple regression model. As shown in Figure 16(a), the multiple regression model yielded a correlation coefficient of 0.7815, indicating that the damage level (index) could be estimated.
この実施例2に係る演算モデル(被害度(指数)の重回帰モデル)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球200個を用いた。結果を図16(b)に示す。この結果から、当該重回帰モデルは、相関係数は0.7965であった。被害度(指数)の推測は可能である結果を得た。 The discrimination rate and accuracy were verified using the calculation model (multiple regression model of damage level (index)) according to Example 2. 200 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 16(b). From these results, the correlation coefficient of the multiple regression model was 0.7965. The results showed that it was possible to estimate the damage level (index).
<実施例3:ロジスティック回帰モデル(感染の有無判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を用いた。被検対象Wのニンニク球を近赤外分光後に、ベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行い、感染の有無を確認検査し、その検査データを用いて、感染の有無を判別するに必要な波長を相関が高い順に探索して、感染有無のロジスティック回帰モデルを作成した。具体的な感染有無のロジスティック回帰モデルで判別するために必要な波長は対数価値0.039以上の164個(図示せず)を用いた。図17(a)に示すように、イモグサレセンチュウ感染の有無のロジスティック回帰モデルの判別精度に関して、平均Precision0.9574で、「感染なし」の95.4%、「感染あり」の96.0%である。すなわち、極めて精度が高いモデルである。
Example 3: Logistic regression model (determining whether or not someone is infected)
The garlic bulbs used for the test subject W were 12,480 garlic bulbs from the same production area as above, prepared for shipping. After near-infrared spectroscopy of the garlic bulbs from the test subject W, they were cultured for C. elegans using the Bellman method to confirm the presence or absence of infection. Using this test data, wavelengths necessary for determining the presence or absence of infection were searched for in order of highest correlation, and a logistic regression model for infection was created. Specifically, 164 wavelengths (not shown) with a logarithmic value of 0.039 or greater were used for the determination using the logistic regression model for infection. As shown in Figure 17(a), the discrimination accuracy of the logistic regression model for C. elegans infection was 95.4% for "no infection" and 96.0% for "infection." In other words, this is an extremely accurate model.
この実施例3に係る演算モデル(感染の有無判別のロジスティック回帰モデル)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球200個を用いた。結果を図17(b)に示す。この結果から、当該ロジスティック回帰モデルの感染の有無の判別精度は、平均Precision0.9674で、「感染なし」の97.7%、「感染あり」の92.9%の精度で判別が可能であった。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model according to Example 3 (a logistic regression model for determining whether or not an infection is present). 200 garlic bulbs prepared for shipping and from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 17(b). From these results, the accuracy of the logistic regression model for determining whether or not an infection is present was 97.7% for "no infection" and 92.9% for "infection," with an average precision of 0.9674.
<実施例4:ロジスティック回帰モデル(被害度(6階級)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,120個を作成用データとして用いた。全被検対象Wについて、近赤外分光検査を行い、その後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うとともに、被害度はニンニクの病巣程度を上記の被害度(6階級)で算定した。被害度(6階級)のロジスティック回帰分析モデルは、前述の被害度(6階級)の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ロジスティック回帰分析法で分析し、回帰式を作成したものである。
Example 4: Logistic regression model (damage level (6 levels) discrimination)
For the garlic bulbs of test subject W, 3,120 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as the data for creation. Near-infrared spectroscopy testing was performed on all test subjects W, and then the test garlic bulbs were cultured for potato leaf nematodes using the Bellman method, and the level of damage was calculated based on the extent of garlic lesions using the above-mentioned damage level (6 levels). The logistic regression analysis model for the damage level (6 levels) was created by analyzing near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the measured value data of the above-mentioned damage level (6 levels) using logistic regression analysis as training data, and creating a regression equation.
図18(a)に示すように、当該ロジスティック回帰分析モデルは、被害度(6階級)の実測値と推測値の統計学的な解析で、Accuracy0.7583で、平均Precision0.7149、平均Recall0.4044,平均F値0.4295示し、再現率は低い傾向にあるが、当該ロジスティック回帰分析モデルはニンニクのイモグサレセンチュウ被害度(6階級)を分類できるモデルである。 As shown in Figure 18(a), the logistic regression analysis model performed a statistical analysis of the measured and estimated damage levels (six levels), and showed an accuracy of 0.7583, an average precision of 0.7149, an average recall of 0.4044, and an average F-score of 0.4295. Although the recall tends to be low, the logistic regression analysis model is capable of classifying the damage level (six levels) caused by garlic potato-lesion nematodes.
この実施例4に係る演算モデル(被害度(6階級)判別のロジスティック回帰モデル)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球870個を用い、この被害度(6階級)判別の感染有無のロジスティック回帰モデルの判別率や精度を検証した。結果を図18(b)に示す。この結果から、当該順序ロジスティック回帰モデルの被害度(6階級)の分類精度は、被害程度によって、Precision0.000~0.8709とばらつきがあるが、分類クラスの変更で可能であることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model according to Example 4 (a logistic regression model for discriminating between damage levels (six levels)). 870 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used to verify the discrimination rate and accuracy of the logistic regression model for determining whether or not the damage level (six levels) is infected. The results are shown in Figure 18(b). These results show that the classification accuracy of the ordered logistic regression model for damage levels (six levels) varies depending on the degree of damage, ranging from 0.000 to 0.8709, but this is possible by changing the classification class.
<実施例5:AI学習済みモデルA(感染の有無判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球15,075個を教師ありの教師データとして用いた。この教師データは、全被検対象Wについて、近赤外分光検査後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行い、感染の有無を確認検査し、この感染の有無と当該サンプルの近赤外分光波長の吸光度データと対応させたものである。実施例に係る学習済みモデルの基本構造は、入力層(波長2nmの間隔での550個の吸光度データが入力)、中間層及び出力層で構成される(以下の実施例において同じ)。
<Example 5: AI trained model A (infection determination)>
For the garlic bulbs of the test subjects W, 15,075 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised training data. This training data was prepared by culturing the test garlic bulbs for potato leaf nematodes using the Bellman method after near-infrared spectroscopy testing for all test subjects W, and then checking for the presence or absence of infection, and correlating this infection with the absorbance data of the sample at the near-infrared spectroscopic wavelength. The basic structure of the trained model in this example consists of an input layer (550 absorbance data sets at 2 nm wavelength intervals are input), an intermediate layer, and an output layer (the same applies to the following examples).
この学習済みモデルAは、前述の感染有無の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(DNN法)の交差5分割検証法で3~5種類、及び、勾配ブースティング木の交差5分割法で3~10種類のモデルを作成し、それら各モデルの正答率、誤答率、再現率やF値から、最適なモデルを選択するアンサンブル法で構築したモデルである。 This trained model A uses near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the aforementioned actual infection measurement data as training data, creates 3-5 types of models using the cross-5-fold validation method of deep learning (DNN method), and 3-10 types of models using the cross-5-fold method of gradient boosting trees, and is constructed using an ensemble method to select the optimal model based on the accuracy rate, error rate, recall rate, and F-value of each model.
図19(a)に示すように、該学習済みモデルAは、統計学的な解析によって、AUC0.9999、Accuracy0.9992、Precision0.9992、Recall0.9992、F値0.9992で、極めて高い判別精度を有している。また、図19(b)に示すように、当該学習済みモデルAの確立に用いた教師データの分布は、極めて明確に分離が可能な状態で分布している。 As shown in Figure 19(a), statistical analysis has shown that trained model A has extremely high discrimination accuracy, with an AUC of 0.9999, an Accuracy of 0.9992, a Precision of 0.9992, a Recall of 0.9992, and an F-score of 0.9992. Furthermore, as shown in Figure 19(b), the distribution of the training data used to establish trained model A is distributed in a manner that allows for extremely clear separation.
この実施例5に係る演算モデル(感染の有無判別AI学習済みモデルA)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,873個を用いた。図20に示すように、この学習済みモデルAでは、重相関係数0.9979で、感染有無の判別精度は、感染なしの100.0%、感染ありにおいて99.9%であった。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウ感染の有無を高精度で判別できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model according to Example 5 (AI-trained model A for determining the presence or absence of infection). 3,873 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. As shown in Figure 20, with this trained model A, the multiple correlation coefficient was 0.9979, and the discrimination accuracy for the presence or absence of infection was 100.0% for no infection and 99.9% for infection. This shows that the model can accurately determine the presence or absence of potato-lesion nematode infection in garlic.
<実施例6:AI学習済みモデルB(被害度(6階級)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師ありの教師データとして用いた。全被検対象Wについて、近赤外分光検査を行い、その後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うとともに、被害度はニンニクの病巣程度を上記の被害度(6階級)で算定した。被害度(6階級)の学習済みモデルBは、前述の被害度(6階級)の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(DNN法)の交差5分割検証法で3~5種類、及び、勾配ブースティング木の交差5分割法で3~10種類のモデルを作成し、それら各モデルの正答率、誤答率、再現率やF値から、最適なモデルを選択するアンサンブル法で構築した。
<Example 6: AI trained model B (damage level (6 levels) discrimination)>
For the test subject W, 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised training data. Near-infrared spectroscopy testing was performed on all test subjects W. The test garlic bulbs were then cultured for potato lesion nematodes using the Bellman method, and the damage level was calculated based on the severity of the garlic lesions using the six levels described above. The trained model B for the six levels of damage was constructed using near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the measured damage level data (six levels) as training data. Three to five models were created using a cross-five-fold validation method with deep learning (DNN method) and three to ten models were created using a cross-five-fold method with gradient boosting trees. The optimal model was then selected using an ensemble method based on the accuracy rate, error rate, recall rate, and F-value of each model.
図21(a)に示すように、当該学習済みモデルBは、被害度(6階級)の実測値と推測値の統計学的な解析で、Accuracy0.9965で、平均Precision0.9986、平均Recall0.9902,平均F値0.9943を示し、極めて高い判別精度、適合度や再現率を有している。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウの被害度(6階級)を高精度で分類できるモデルである。 As shown in Figure 21(a), in a statistical analysis of the measured and estimated damage levels (six levels), trained Model B showed an Accuracy of 0.9965, an average Precision of 0.9986, an average Recall of 0.9902, and an average F-score of 0.9943, demonstrating extremely high discrimination accuracy, goodness of fit, and recall. In other words, this model can classify the damage level (six levels) of garlic potato-lesion nematodes with high accuracy.
この実施例6に係る演算モデル(被害度(6階級)判別AI学習済みモデルB)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,120個を用いた。結果を図21(b)に示す。この結果から、被害度(6階級)の学習済みモデルBは、実測値と推測値のAccuracy0.9999で、平均Precision0.9979で、極めて高い判別精度や適合度が認められた。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウの被害度(6階級)を高精度で分類できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model (AI-trained model B for discriminating damage level (6 levels)) according to Example 6. 3,120 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 21(b). From these results, trained model B for damage level (6 levels) demonstrated extremely high discrimination accuracy and goodness of fit, with an accuracy of 0.9999 between actual and estimated values and an average precision of 0.9979. In other words, it can be seen that this model is capable of classifying the damage level (6 levels) of garlic caused by potato-lesion nematodes with high accuracy.
<実施例7:AI学習済みモデルC(被害度(指数)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師ありの学習用データとして用いた。被害度(指数)の実測値は、全被検対象Wについて近赤外分光検査後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うととともに、ニンニクの病巣程度を上記の被害度(指数)で算定した。被害度(指数)の学習済みモデルCの作成は、前述の被害度の実測値データを教師ありデータとして用い、ディープラーニング(DNN法)の交差検証法(5分割)で3~5種類、及び、勾配ブースティング木の交差検証法(5分割)で3~10種類のモデルを作成し、それら各モデルで最も決定係数や誤差中央値や誤差平均及びPMSEの統計学的な結果を基に最適なモデルを当該学習済みモデルとした。
<Example 7: AI trained model C (damage level (index) determination)>
For the test subject W, 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised training data. The actual damage index was calculated by near-infrared spectroscopy testing of all test subjects W, culturing the test garlic bulbs for potato lesion nematodes using the Bellman method, and calculating the extent of garlic lesions using the above damage index. To create the trained model C for the damage index, the aforementioned measured damage data was used as supervised data. Three to five models were created using deep learning (DNN) cross-validation (5-fold) and three to ten models were created using gradient boosting tree cross-validation (5-fold). For each model, the optimal model was selected based on the statistical results of the coefficient of determination, median error, mean error, and PMSE.
図22(a)に示すように、被害度(指数)の学習済みモデルCは、実測値と推測値の決定係数は0.9809であった。誤差中央値0.303、誤差平均2.36、RMSE5.98、決定係数0.9809で、極めて高い推測精度が得られた。したがって、当該学習済みモデルCは、ニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(指数)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルである。 As shown in Figure 22(a), the coefficient of determination between the measured and predicted values for the damage level (index) trained model C was 0.9809. With a median error of 0.303, a mean error of 2.36, an RMSE of 5.98, and a coefficient of determination of 0.9809, extremely high prediction accuracy was achieved. Therefore, trained model C is a model that can quickly, accurately, and non-destructively predict the damage level (index) caused by garlic potato-lesion nematode infection.
この実施例7に係る演算モデル(被害度(指数)判別AI学習済みモデルC)を用いて方法と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,120個を用いた。結果を図22(b)に示す。この結果から、学習済みモデルCは、決定係数0.9936、誤差中央値0.1646、誤差平均0.9788、RMSE3.5269で、極めて高い推測の精度を示した。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウの被害度(指数)を高精度で推測できるモデルであることが分かる。 The method and accuracy were verified using the computational model (damage level (index) discrimination AI trained model C) according to Example 7. 3,120 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 22(b). From these results, trained model C demonstrated extremely high prediction accuracy, with a coefficient of determination of 0.9936, median error of 0.1646, mean error of 0.9788, and RMSE of 3.5269. This means that the model can predict the damage level (index) of garlic caused by potato-lesion nematodes with high accuracy.
<実施例8:AI学習済みモデルD(感染の有無判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニクの18,960個を教師用データとして用いた。この学習済みモデルDの教師用データは、全被検対象Wを近赤外分光検査後に、当該検査ニンニクをベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行い、感染の有無を確認検査し、この感染の有無と当該サンプルの近赤外分光波長の吸光度データと対応させたものである。
<Example 8: AI trained model D (infection determination)>
18,960 garlic cloves prepared for shipping from the same production area as above were used as training data for the test subjects W. The training data for this trained model D was prepared by testing all test subjects W using near-infrared spectroscopy, cultivating the test garlic for potato-lesion nematodes using the Berman method, and checking for infection, and correlating the presence or absence of infection with the absorbance data of the sample at the near-infrared spectroscopic wavelength.
当該学習済みモデルDは、ディープラーニングのDNN(ディープニューラルネットワーク)法を基本構造として、入力層、5層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数で構成)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdam(Adaptive moment estimation)を用いて、LearningRate0.1,Momentum0.9、Weight Decay0.0001として、Leaming Rate SchedulerはExponential、Multipier0.1、Intevalを600540iteration等で構成した。過学習に留意して作成した学習済みモデルである。 The trained model D is based on the deep learning DNN (deep neural network) method, and is composed of an input layer, five intermediate layers (composed of activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer. The optimization algorithm used is Adam (adaptive moment estimation), with a Learning Rate of 0.1, Momentum of 0.9, Weight Decay of 0.0001, a Learning Rate Scheduler of Exponential, Multipier of 0.1, and an Interval of 600540 iterations. This trained model was created with due consideration given to overfitting.
図23(a)に示すように、この学習済みモデルDは、AUC(Area Under the Curve)0.9998、Accuracy0.9994、Precision0.9996、Recall0.9972、F値9.994で、極めて高い判別精度を有し、イモグサレセンチュウ感染の有無の判別に極めて有効なモデルである。 As shown in Figure 23(a), this trained model D has an AUC (Area Under the Curve) of 0.9998, Accuracy of 0.9994, Precision of 0.9996, Recall of 0.9972, and an F-score of 9.994, demonstrating extremely high discrimination accuracy and making it an extremely effective model for determining whether or not a patient is infected with potato-lesion nematodes.
この実施例8に係る感染の有無判別の学習済みモデルDを用いてその判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,914個を用いた。図23(b)に示すように、この学習済みモデルDでは、Precision1.0で、感染有無の判別精度は100.0%であった。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウ感染の有無を高精度で判別できるモデルであることが分かる。 The trained model D for determining the presence or absence of infection according to Example 8 was used to verify its discrimination rate and accuracy. 3,914 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. As shown in Figure 23(b), with Precision 1.0, the trained model D achieved an infection discrimination accuracy of 100.0%. This means that the model can accurately determine whether garlic is infected with potato-lesion nematodes.
<実施例9:AI学習済みモデルE(被害度(6階級)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球15,600個を教師ありの教師データとして用いた。全被検対象Wについて、近赤外分光検査を行い、その後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うとともに、被害度はニンニクの病巣程度を上記の被害度(6階級)で算定した。当該学習済みモデルEは、前述の被害度(6階級)の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(DNN:ディープニューラルネットワーク)で作成した。当該学習済みモデルEは、入力層と、6層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdamsを用いて、Weight Decayを0.0001で、過学習に留意して構築したモデルである。
<Example 9: AI trained model E (damage level (6 levels) discrimination)>
For the test subject W, 15,600 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised training data. Near-infrared spectroscopy was performed on all test subjects W, and then the test garlic bulbs were cultured for potato lesion nematodes using the Bellman method. The damage level was calculated based on the extent of garlic lesions using the six levels described above. The trained model E was created using deep learning (DNN: deep neural network) with near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the measured damage level (six levels) as training data. The trained model E is composed of an input layer, six intermediate layers (activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer. The optimization algorithm used was Adams, with a weight decay of 0.0001, and consideration was given to overfitting.
図24(a)に示すように、学習済みモデルEは、実測値と推測値のAccuracy0.9976で、平均Precision0.9991、平均Recall0.9945、平均F値0.9968を示し、極めて高い判別精度、適合度や再現率を有し、被害度(6階級)の判別分類には極めて有効な方法として応用し得る学習済みモデルである。 As shown in Figure 24(a), trained model E has an accuracy of 0.9976 between measured and estimated values, an average precision of 0.9991, an average recall of 0.9945, and an average F-measure of 0.9968. This means that it has extremely high discrimination accuracy, goodness of fit, and recall, making it a trained model that can be used as an extremely effective method for discriminating and classifying damage levels (6 levels).
この実施例9に係る演算モデル(被害度(6階級)判別AI学習済みモデルE)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,873個を用いた。結果を図24(b)に示す。この結果から、被害度(6階級)の学習済みモデルEは、平均Precisionが0.9994で、極めて高い適合度を示し、被害度の度合い分類に用いることができる。すなわち、当該学習済みモデルEはニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(6階級)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model (AI-trained model E for discriminating damage level (6 levels)) according to Example 9. 3,873 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 24(b). From these results, the trained model E for damage level (6 levels) had an average precision of 0.9994, demonstrating extremely high fitness and can be used to classify the degree of damage. In other words, it can be seen that the trained model E is a model that can quickly, accurately, and non-destructively predict the degree of damage (6 levels) caused by garlic potato-lesion nematode infection.
<実施例10:AI学習済みモデルF(被害度(指数)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師ありの学習用データとして用いた。被害度(指数)の実測値は、全被検対象Wについて近赤外分光検査後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うととともに、ニンニクの病巣程度を上記の被害度(指数)で算定した。当該学習済みモデルFは、前述の被害度(指数)の実測値データと対応した近赤外線分光の吸光度データを教師データとして、ディープラーニング(DNN:ディープニューラルネットワーク)で作成した。
<Example 10: AI trained model F (damage level (index) determination)>
For the garlic bulbs of test subject W, 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised learning data. The actual measured values of the damage level (index) were determined by near-infrared spectroscopy testing for all test subjects W, followed by culturing the tested garlic bulbs for potato lesion nematodes using the Bellman method, and calculating the extent of garlic lesions using the above-mentioned damage level (index). The trained model F was created using deep learning (DNN: deep neural network) using near-infrared spectroscopy absorbance data corresponding to the actual measured value data of the damage level (index) as training data.
当該学習済みモデルFは、DNN法を基本構造として、入力層、中間層、出力層の最適条件を得るための基本的な検討と工夫を重ねて、入力層、5層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数で構成)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdam(Adaptive moment estimation)を用いて、LearningRate0.1、Momentum0.9、Weight Decay0.0001として、Leaming Rate SchedulerはExponential、Multipier0.1、Intevalを600540iteration等で構成して学習したモデルである。過学習に留意して作成したことを特徴とするモデルである。 The trained model F uses the DNN method as its basic structure, and after repeated fundamental research and ingenuity to obtain optimal conditions for the input, intermediate, and output layers, is composed of an input layer, five intermediate layers (composed of activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer. The optimization algorithm is Adam (Adaptive moment estimation), with a Learning Rate of 0.1, Momentum of 0.9, Weight Decay of 0.0001, a Learning Rate Scheduler of Exponential, Multipier of 0.1, and Interval of 600540 iterations. This model is characterized by being created with attention to overfitting.
図25(a)に示すように、被害度(指数)の学習済みモデルFは、当該推測値と実測値との統計学的なデータ解析で、決定係数0.9987、誤差中央値0.2737、誤差平均0.2593、RMSE1.6037で、極めて精度の高いモデルである。ニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルである。 As shown in Figure 25(a), the trained model F for damage level (index) is a highly accurate model, based on statistical data analysis of the estimated values and actual measured values, with a coefficient of determination of 0.9987, a median error of 0.2737, a mean error of 0.2593, and an RMSE of 1.6037. This model can quickly, accurately, and non-destructively estimate the level of damage caused by garlic lesion nematode infection.
この実施例10に係る演算モデル(被害度(指数)判別AI学習済みモデルF)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球2,851個を用いた。結果を図25(b)に示す。この結果から、学習済みモデルFは、当該推測値と実測値との統計学的にデータ解析において、重相関係数0.999で、誤差平均0.5260、誤差中央値0.2743、RMSE1.3025の検査成績を得ている。すなわち、当該学習済みモデルFはニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(指数)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model (damage level (index) discrimination AI trained model F) according to Example 10. 2,851 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 25(b). From these results, trained model F obtained test results in a statistical data analysis of the predicted values and actual measured values, with a multiple correlation coefficient of 0.999, a mean error of 0.5260, a median error of 0.2743, and an RMSE of 1.3025. In other words, it can be seen that trained model F is a model that can quickly, accurately, and non-destructively predict the damage level (index) of garlic caused by potato-lesion nematode infection.
<実施例11:AI学習済みモデルG(感染の有無判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師用データとして用いた。この学習済みモデルGの教師用データは、全被検対象Wを近赤外分光検査後に、当該検査ニンニクをベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行い、感染の有無を確認検査し、この感染の有無と当該サンプルの近赤外分光波長の吸光度データと対応させたものである。
<Example 11: AI trained model G (infection determination)>
The training data used for the test subject W were 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above. The training data for this trained model G was prepared by testing all test subjects W using near-infrared spectroscopy, cultivating the test garlic for potato-lesion nematodes using the Berman method, and then checking for the presence or absence of infection, and correlating the presence or absence of infection with the absorbance data of the sample at the near-infrared spectroscopic wavelength.
当該学習済みモデルGは、感染の有無の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(CNN:畳み込みニューラルネットワーク)で作成した。当該学習済みモデルGは、近赤外分光吸光度データの波形(1行550列)を画像化して、入力層と、6層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdamsを用いて、Weight Decayを0.0001で、過学習に留意して作成したモデルである。 The trained model G was created using deep learning (CNN: convolutional neural network) using near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to actual measured values of infection as training data. The trained model G visualizes the waveform (1 row, 550 columns) of the near-infrared spectroscopic absorbance data and is composed of an input layer, six intermediate layers (activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer. The model was created using the Adams optimization algorithm with a weight decay of 0.0001, taking into consideration overfitting.
図26(a)に示すように、この学習済みモデルGは、実測値と推測値のAccuracy 1.0000で、平均Precision1.0000、平均Recall1.0000、平均F値1.0000を示し、極めて高い判別精度、適合度や再現率を有し、イモグサレセンチュウ感染の有無の判別には極めて有効な方法として応用し得るモデルである。 As shown in Figure 26 (a), this trained model G has an accuracy of 1.0000 between the actual measured and predicted values, an average precision of 1.0000, an average recall of 1.0000, and an average F-measure of 1.0000. This means that it has extremely high discrimination accuracy, goodness of fit, and recall, making it a model that can be used as an extremely effective method for determining whether or not a patient is infected with potato lesion nematodes.
この実施例11に係る感染の有無判別の学習済みモデルGを用いてその判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,121個を用いた。図26(b)に示すように、この学習済みモデルGでは、感染有無の判別精度は100.0%であった。すなわち、ニンニクのイモグサレセンチュウ感染の有無を高精度で判別できるモデルであることが分かる。 The trained model G for determining the presence or absence of infection according to Example 11 was used to verify its discrimination rate and accuracy. 3,121 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. As shown in Figure 26(b), the trained model G had an infection discrimination accuracy of 100.0%. This means that the model can accurately determine whether garlic is infected with potato-lesion nematodes.
<実施例12:AI学習済みモデルH(被害度(6階級)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師ありの教師データとして用いた。全被検対象Wについて、近赤外分光検査を行い、その後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うとともに、被害度はニンニクの病巣程度を上記の被害度(6階級)で算定した。当該学習済みモデルHは、前述の被害度(6階級)の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(CNN:畳み込みニューラルネットワーク)で作成した。当該学習済みモデルHは、近赤外分光吸光度測定データの波形(1行550列)を画像化して、入力層と、6層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdamsを用いて、Weight Decayを0.0001で、過学習に留意して構築したモデルである。
<Example 12: AI trained model H (damage level (6 levels) discrimination)>
For the garlic bulbs of the test subject W, 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised training data. Near-infrared spectroscopy testing was performed on all test subjects W, and then the test garlic bulbs were cultured for potato leaf nematodes using the Bellman method. The damage level was calculated based on the extent of garlic lesions using the above-mentioned damage level (6 levels). The trained model H was created using deep learning (CNN: convolutional neural network) using near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the measured damage level (6 levels) as training data. The trained model H was created by imaging the waveform (1 row, 550 columns) of the near-infrared spectroscopic absorbance measurement data. It is composed of an input layer, six intermediate layers (activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer. The optimization algorithm was Adams, with a weight decay of 0.0001, and consideration was given to overfitting.
図27(a)に示すように、当該学習済みモデルHは、実測値と推測値のAccuracy1.0000で、平均Precision1.0000、平均Recall1.0000、平均F値1.0000を示し、極めて高い判別精度、適合度や再現率を有し、被害度(6階級)の判別分類には極めて有効な方法として応用し得るモデルである。 As shown in Figure 27(a), the trained model H had an accuracy of 1.0000 between the actual measured and estimated values, an average precision of 1.0000, an average recall of 1.0000, and an average F-measure of 1.0000. This means that the model has extremely high discrimination accuracy, goodness of fit, and recall, making it a model that can be used as an extremely effective method for discriminating and classifying damage levels (6 levels).
この実施例12に係る演算モデル(被害度(6階級)判別AI学習済みモデルH)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球3,120個を用いた。結果を図27(b)に示す。この結果から、学習済みモデルHでは、適合度は1.000で、被害度(6階級)の分類に用いることができることが明らかになった。すなわち、当該学習済みモデルHはニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(6階級)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model (AI-trained model H for discriminating damage level (6 levels)) according to Example 12. 3,120 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 27(b). These results demonstrate that trained model H has a fitness of 1.000 and can be used to classify damage level (6 levels). In other words, it can be seen that trained model H is a model that can quickly, accurately, and non-destructively predict the damage level (6 levels) caused by garlic potato-lesion nematode infection.
<実施例13:AI学習済みモデルI(被害度(指数)判別)>
被検対象Wのニンニク球として、上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球12,480個を教師ありの学習用データとして用いた。被害度(指数)の実測値は、全被検対象Wについて近赤外分光検査後に、当該検査ニンニク球をベルマン法でイモグサレセンチュウの培養を行うととともに、ニンニクの病巣程度を上記の被害度(指数)で算定した。当該学習済みモデルIは、前述の被害度(指数)の実測値データに対応した近赤外線分光吸光度データを教師データとして用い、ディープラーニング(CNN:畳み込みニューラルネットワーク)で作成した。学習済みモデルIは、近赤外分光吸光度データの波形(1行550列)を画像化して、CNN法で構成し、入力層と、6層の中間層(ドロップ、Relu関数等の活性化関数)、出力層で構成し、最適化アルゴリズムはAdamsを用いて、Weight Decayを0.0001で、過学習に留意して構築したモデルである。
<Example 13: AI trained model I (damage level (index) determination)>
For the garlic bulbs of test subject W, 12,480 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used as supervised learning data. The actual measured values of the damage index were determined by near-infrared spectroscopy testing of all test subjects W, followed by culturing the tested garlic bulbs for potato lesion nematodes using the Bellman method, and calculating the extent of garlic lesions using the above-mentioned damage index. The trained model I was created using deep learning (CNN: convolutional neural network) using near-infrared spectroscopic absorbance data corresponding to the actual measured value data of the damage index as training data. Trained Model I is constructed using the CNN method by visualizing the waveform (1 row, 550 columns) of near-infrared spectroscopic absorbance data, and is composed of an input layer, six intermediate layers (activation functions such as drop and Relu functions), and an output layer.The optimization algorithm used is Adams, with Weight Decay set to 0.0001, and attention paid to preventing overfitting.
図28(a)に示すように、当該学習済みモデルIは、当該推測値と実測値との統計学的なデータ解析で、決定係数0.9831、誤差中央値1.2806、誤差平均4.2906、RMSE5.8131で、精度の高いモデルである。ニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(指数)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルである。 As shown in Figure 28(a), the trained model I is a highly accurate model, with a coefficient of determination of 0.9831, a median error of 1.2806, a mean error of 4.2906, and an RMSE of 5.8131 in statistical data analysis of the estimated values and actual measured values. This model can quickly, accurately, and non-destructively estimate the degree of damage (index) caused by garlic lesion nematode infection.
この実施例13に係る演算モデル(被害度(指数)判別AI学習済みモデルI)を用いて判別率と精度について検証した。上記と同じ生産地のもので出荷状態に整えたニンニク球2,851個を用いた。結果を図28(b)に示す。この結果から、当該推測値と実測値との統計学的に重相関係数0.999で、誤差平均4.2590、誤差中央値1.2513、RMSE5.72955の検査成績を得ている。すなわち、当該学習済みモデルIはニンニクのイモグサレセンチュウ感染による被害度(指数)を迅速に高精度で非破壊的に推測できるモデルであることが分かる。 The discrimination rate and accuracy were verified using the computational model (damage level (index) discrimination AI trained model I) according to Example 13. 2,851 garlic bulbs prepared for shipping from the same production area as above were used. The results are shown in Figure 28(b). The results show that the statistical multiple correlation coefficient between the estimated values and the actual measured values was 0.999, with a mean error of 4.2590, a median error of 1.2513, and an RMSE of 5.72955. In other words, it can be seen that trained model I is a model that can quickly, accurately, and non-destructively predict the damage level (index) of garlic caused by potato-lesion nematode infection.
尚、上記実施の形態において、判別分析法,重回帰分析法,PLS分析法,ニューラルネットワーク法のバックプロパゲーション法,SVM法の5種類の判別方法を組み合わせて判別を行なったが、必ずしもこれに限定されるものではなく、どれか1種類の判別方法だけでも良く、また、数種類の方法を組み合わせても良く、適宜変更して差支えない。また、上記実施の形態において、階級の判別を6段階にしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、段階数は適宜に定めてよい。更に、実施の形態では、被検対象をニンニク球にしが、必ずしもこれに限定されるものではなく、りん片を個々に検査するようにしても良く、適宜変更して差支えない。 In the above embodiment, discrimination was performed using a combination of five discrimination methods: discriminant analysis, multiple regression analysis, PLS analysis, backpropagation neural network method, and SVM. However, this is not necessarily limited to these; any one discrimination method may be used, or several methods may be combined, and modifications may be made as appropriate. Also, in the above embodiment, classification was performed in six stages, but this is not necessarily limited to this; the number of stages may be determined as appropriate. Furthermore, in the embodiment, the test object was garlic bulbs, but this is not necessarily limited to this; individual cloves may also be inspected, and modifications may be made as appropriate.
また、実施の形態では、生体としてニンニク、寄生虫としてイモグサレセンチュウの例で説明したが、これに限らず種々の植物であって、これらに寄生するセンチュウ類であっても本発明を適用することができる。また、植物やセンチュウに限らず、種々の生体、種々の寄生虫に本発明を適用できることは勿論である。要するに、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。 Furthermore, while the embodiments have been described using garlic as the living organism and potato-lesion nematode as the parasite, the present invention is not limited to these and can be applied to various plants and the nematodes that parasitize them. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be applied to various living organisms and various parasites, not just plants and nematodes. In short, those skilled in the art can easily make many modifications to these exemplary embodiments without substantially departing from the novel teachings and effects of the present invention, and these many modifications are within the scope of the present invention.
S 生体の検査装置
W 被検対象(ニンニク球)
Wa りん片
Wb 花径
Wc 盤茎
1 基台
2 搬送部
3 ベルトコンベア
10 ロボット
11 ロボットアーム
12 把持ハンド
13 開閉アクチュエータ
X 把持位置
Y 検査位置
20 保持部
21 側壁
22 上壁
23 保持本体
24 挿通孔
25 支承凹部
26 カメラ
30 検査部
31 検査ユニット
32 支持杆
33 カバー
34 ユニット本体
35 光源部
36 受光部
37 検知部
38 保持体
39 凹所
40 防塵機構
41 突設部
42 エア噴射口
43 エア通路
50 受取部
51 シュータ
52 分別手段
60 制御部
61 演算処理部
62 演算モデル記憶部
63 判別部
64 判断部
65 作動制御部
66 通信部
67 検査制御部
68 駆動制御部
69 動作命令部
70 表示部
S: Living organism testing device W: Test subject (garlic bulb)
Wa: scale Wb: flower diameter Wc: disc stalk 1: base 2: conveyor 3: belt conveyor 10: robot 11: robot arm 12: gripping hand 13: opening/closing actuator X: gripping position Y: inspection position 20: holding section 21: side wall 22: upper wall 23: holding body 24: insertion hole 25: support recess 26: camera 30: inspection section 31: inspection unit 32: support rod 33: cover 34: unit body 35: light source section 36: light receiving section 37: detection section 38: holding body 39: recess 40: dustproof mechanism 41: protrusion section 42: air injection port 43: air passage 50: receiving section 51: chute 52: sorting means 60: control section 61: calculation processing section 62: calculation model storage section 63: discrimination section 64: judgment section 65: operation control section 66: communication section 67: inspection control section 68: drive control section 69: operation command section 70: display section
Claims (12)
予め、寄生虫に感染しているサンプル生体と寄生虫に感染していないサンプル生体とに近赤外線を照射し、該サンプル生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、該吸光度における二次微分スペクトルに基づいて生体の寄生虫に対する感染の有無及び/または感染による予め定めた発症無しから発症有りの最大までの発症の程度を数値化した被害度に係る演算を行う演算モデルを構築し、
上記演算モデルは、統計学的解析を用いて構築される解析モデル、または、機械学習を用いて構築される学習済みモデルからなり、
上記統計学的解析は、判別分析、重回帰分析、PLS回帰分析、ロジスティック回帰分析、サポートベクターマシン(SVM)から選択され、
上記機械学習は、決定木(CART),回帰木,ランダムフォレスト,勾配ブースティング木等の木分析、パーセプトロン、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)、再起型ニューラルネットワーク(RNN)、残差ネットワーク(ResNet)等のニューラルネットワーク若しくはディープラーニング(DNN)、これらの組合せからなるアンサンブル分析から選択され、
被検対象の生体に近赤外線を照射し、被検対象の生体からの拡散反射光あるいは拡散透過光を受光し、受光した光の吸光度を測定し、この吸光度と上記演算モデルとから演算された演算結果により上記感染の有無及び/または被害度を判別することを特徴とする生体の検査方法。 A method for testing a living organism for infection with a parasite in a living organism to be tested, comprising:
A calculation model is constructed in advance, which performs calculations relating to the presence or absence of parasitic infection in the living organism and the degree of damage, which is quantified based on the second derivative spectrum of the absorbance, by irradiating near-infrared light onto a sample living organism infected with a parasite and a sample living organism not infected with a parasite, receiving diffuse reflected light or diffuse transmitted light from the sample living organism, and measuring the absorbance of the received light, and quantifying the degree of onset due to infection, from a predetermined maximum of no onset to onset,
The computational model is an analytical model constructed using statistical analysis or a trained model constructed using machine learning,
The statistical analysis is selected from discriminant analysis, multiple regression analysis, PLS regression analysis, logistic regression analysis, and support vector machine (SVM);
The machine learning is selected from tree analysis such as decision trees (CART), regression trees, random forests, and gradient boosting trees, neural networks such as perceptrons, convolutional neural networks (CNN), recurrent neural networks (RNN), and residual networks (ResNet), deep learning (DNN), and ensemble analysis consisting of a combination of these,
A method for examining a living organism, characterized by irradiating near-infrared light onto the living organism to be examined, receiving diffusely reflected light or diffusely transmitted light from the living organism to be examined, measuring the absorbance of the received light, and determining the presence or absence of the infection and/or the degree of damage based on the calculation results calculated from this absorbance and the above-mentioned calculation model.
被害度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。 A method for examining a living body as described in claim 10, characterized in that the degree of damage is determined based on the degree of discoloration appearing in the subject, and is composed of the following damage degree, which is an index where 0 indicates no onset and 100 indicates the maximum of onset.
Damage index = ((number of scales in t = 1) + (number of scales in t = 2 x 2) + (number of scales in t = 3 x 3) + (number of scales in t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
発症の程度(指数)=((t=1のりん片数)+(t=2のりん片数×2)+(t=3のりん片数×3)+(t=4のりん片数×4))/(全調査りん片数×4)×100
ここで、
tはニンニク球1つ当たりの寄生虫の感染による変色部位の大きさに対応した数値であって値が大きくなるにしたがって変色部位の大きさが大きくなるように定めた数値であり、t=1,t=2,t=3,t=4の4区分に設定される。 A method for inspecting living organisms as described in claim 10, characterized in that the degree of damage is determined based on the degree of discoloration appearing in the subject, and the degree of onset is expressed as an index where 0 represents no onset and 100 represents the maximum of onset, and the degree of onset is expressed as the following degrees of onset, where 0 represents no onset and the onset side is composed of classes that increase in order for each specified index range.
Severity of onset (index) = ((number of scales at t = 1) + (number of scales at t = 2 x 2) + (number of scales at t = 3 x 3) + (number of scales at t = 4 x 4)) / (total number of scales surveyed x 4) x 100
where:
t is a number corresponding to the size of the discolored area caused by parasitic infection per garlic bulb, and is set so that the larger the value, the larger the size of the discolored area, and is set to four categories: t=1, t=2, t=3, and t=4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022054109A JP7798264B2 (en) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | Biological testing methods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022054109A JP7798264B2 (en) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | Biological testing methods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023146746A JP2023146746A (en) | 2023-10-12 |
| JP7798264B2 true JP7798264B2 (en) | 2026-01-14 |
Family
ID=88286906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022054109A Active JP7798264B2 (en) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | Biological testing methods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7798264B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7827268B2 (en) * | 2022-03-29 | 2026-03-10 | 株式会社 カロリアジャパン | Biological testing equipment and trained models |
| CN118437656B (en) * | 2024-07-05 | 2024-10-15 | 盛世东唐江苏生物科技有限公司 | An intelligent sorting machine for experimental animals |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100568A (en) | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Hirosaki Univ | Potato rot nematode attractant and method for exterminating potato rot nematode |
| JP2017219423A (en) | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 地方独立行政法人青森県産業技術センター | Anti-nematode serum, anti-nematode serum production method, nematode diagnosis method, crop harvest time determination method, and crop seed production method |
| JP2023146757A (en) | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 株式会社 カロリアジャパン | Biological testing equipment and trained models |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10229776A (en) * | 1997-02-20 | 1998-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | How to determine the health of shellfish |
-
2022
- 2022-03-29 JP JP2022054109A patent/JP7798264B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010100568A (en) | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Hirosaki Univ | Potato rot nematode attractant and method for exterminating potato rot nematode |
| JP2017219423A (en) | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 地方独立行政法人青森県産業技術センター | Anti-nematode serum, anti-nematode serum production method, nematode diagnosis method, crop harvest time determination method, and crop seed production method |
| JP2023146757A (en) | 2022-03-29 | 2023-10-12 | 株式会社 カロリアジャパン | Biological testing equipment and trained models |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023146746A (en) | 2023-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Design and development of an on-line fluorescence spectroscopy system for detection of aflatoxin in pistachio nuts | |
| Yu et al. | Development of deep learning method for predicting firmness and soluble solid content of postharvest Korla fragrant pear using Vis/NIR hyperspectral reflectance imaging | |
| Kleynen et al. | Selection of the most efficient wavelength bands for ‘Jonagold’apple sorting | |
| Baranowski et al. | Supervised classification of bruised apples with respect to the time after bruising on the basis of hyperspectral imaging data | |
| Barbedo et al. | Detection of sprout damage in wheat kernels using NIR hyperspectral imaging | |
| Qin et al. | Detection of pits in tart cherries by hyperspectral transmission imaging | |
| ElMasry et al. | Early detection of apple bruises on different background colors using hyperspectral imaging | |
| Kim et al. | Detection of skin tumors on chicken carcasses using hyperspectral fluorescence imaging | |
| Kavdir et al. | Apple sorting using artificial neural networks and spectral imaging | |
| JP7798264B2 (en) | Biological testing methods | |
| CN108738339A (en) | Method and apparatus for classifying to the pseudomorphism in sample | |
| Khodabakhshian et al. | Determining quality and maturity of pomegranates using multispectral imaging | |
| Wang et al. | A multimodal machine vision system for quality inspection of onions | |
| JP2020204570A (en) | Hatching egg inspection device, method for specification, and specification program | |
| So et al. | Current advances in detection of abnormal egg: a review | |
| Rosli et al. | Application of particle swarm optimization algorithm for optimizing ANN model in recognizing ripeness of citrus | |
| He et al. | Discriminant analysis of maize haploid seeds using near-infrared hyperspectral imaging integrated with multivariate methods | |
| JP7827268B2 (en) | Biological testing equipment and trained models | |
| Nturambirwe et al. | Detecting bruise damage and level of severity in apples using a contactless nir spectrometer | |
| Turgut et al. | Potential of image analysis based systems in food quality assessments and classifications | |
| Bodria et al. | Optical techniques to estimate the ripeness of red-pigmented fruits | |
| Agelet et al. | Feasibility of conventional and Roundup Ready® soybeans discrimination by different near infrared reflectance technologies | |
| WO2017160844A1 (en) | Haploid seed classification using single seed near-infrared spectroscopy | |
| Mertens et al. | Advances in egg defect detection, quality assessment and automated sorting and grading | |
| WO2020240531A1 (en) | System and method for determining a gender of an embryo in an egg |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220330 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426 Effective date: 20220425 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220425 |
|
| RD13 | Notification of appointment of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7433 Effective date: 20230327 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230418 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250310 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20250313 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250520 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20250709 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250918 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251216 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7798264 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |