A method for quantification of jaw movements suitable for use on free-ranging cattle

Matsui, Kanji; Okubo, Tadakatu

doi:10.1016/s0168-1591(05)80035-8

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“…Various methods have been applied to look at feeding rates, including pneumatic tubing, and various types of transducers such as accelerometers have been deployed on subject animals. Noted disadvantages of the previous systems include the inability to transfer equipment between species varying in size or misclassification of feeding jaw movements (Penning, 1983; Penning, Steel & Johnson, 1984; Beauchemin et al, 1989; Matsui & Okubo, 1991; Abijaoudé et al, 1999; Desnoyers et al, 2009). Below we consider how our work relates to those of others.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…In addition, bite rates are difficult to determine accurately as mandible movements can be missed easily by the observer. Remote sensing systems have attempted to quantify ingestion rates using various animal-attached transducers to eliminate the need for visual observations (Penning, 1983; Penning, Steel & Johnson, 1984; Beauchemin et al, 1989; Matsui & Okubo, 1991; Abijaoudé et al, 1999; Desnoyers et al, 2009), which, though useful in detecting the initiation and duration of feeding, have encountered difficulties in classifying jaw movements into either biting (acquiring food) or chewing (processing/masticating food). Such equipment also tends to be bulky and poorly transferrable between different individuals.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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The ability of magnetic field sensors to monitor feeding in three domestic herbivores

Mulvenna

Wilson

Marks

et al. 2018

PeerJ

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The rate at which animals ingest food is a fundamental part of animal ecology although it is rarely quantified, with recently-developed animal-attached tags providing a potentially viable approach. However, to date, these methods lack clarity in differentiating various eating behaviours, such as ‘chewing’ from ‘biting’. The aims of this study were to examine the use of inter-mandibular angle sensors (IMASENs), to quantify grazing behaviour in herbivores including cattle (Bos taurus), sheep (Ovis aries) and pygmy goats (Capra aegagrus hircus) eating different foodstuffs. Specifically, we aimed to: (1) quantify jaw movements of each species and determine differences between biting and chewing; (2) assess whether different food types can be discerned from jaw movements; and (3) determine whether species-specific differences in jaw movements can be detected. Subjects were filmed while consuming concentrate, hay, grass and browse to allow comparison of observed and IMASEN-recorded jaw movements. This study shows that IMASENs can accurately detect jaw movements of feeding herbivores, and, based on the rate of jaw movements, can classify biting (taking new material into the mouth) from chewing (masticating material already in the mouth). The biting behaviours associated with concentrate pellets could be identified easily as these occurred at the fastest rate for all species. However, the rates of chewing different food items were more difficult to discern from one another. Comparison of chew:bite ratios of the various food types eaten by each species showed no differences. Species differences could be identified using bite and chew rates. Cattle consistently displayed slower bite and chew rates to sheep and pygmy goats when feeding, while sheep and pygmy goats showed similar bite and chew rates when feeding on concentrate pellets. Species-specific differences in chew:bite ratios were not identified. Magnetometry has the potential to record quantitative aspects of foraging such as the feeding duration, food handling time and food type. This is of major importance for researchers interested in both captive (e.g., agricultural productivity) and wild animal foraging dynamics as it can provide quantitative data with minimal observer interference.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The ability of magnetic field sensors to monitor feeding in three domestic herbivores

Mulvenna

Wilson

Marks

et al. 2018

PeerJ

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“…Desta forma, por meio do software MatLab ® , foi aplicado um filtro digital que selecionou a banda de interesse (10-500 Hz) [9]. Avaliação do número de movimentos mastigatórios -O método escolhido para a comparação com a contagem automática pelo sinal de sEMG foi o método visual que, apesar de laborioso, é a principal referência aos novos métodos [10]. Todo o experimento foi filmado para a realização da contagem visual.…”

Section: Metodologiaunclassified

Avaliação Da Eletromiografia Na Contagem De Movimentos Mastigatórios E Na Estimação De Consumo

Baico¹,

Campos²,

Gomes³

et al. 2018

Anais Do v Congresso Brasileiro De Eletromiografia E Cinesiologia E X Simpósio De Engenharia Biomédica

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Resumo: Este trabalho busca avaliar o uso da técnica de eletromiografia de superfície (sEMG) na contagem de movimentos mastigatórios e na estimação de consumo. O procedimento envolve o uso de eletrodos fixados sobre o músculo masseter do animal e de um sistema de aquisição e registro de dados. Foram utilizados dois animais para a realização dos testes e foram ofertadas, para ambos os animais, amostras de diferentes quantidades de silagem de milho em 3 repetições. A estimativa do número de movimentos mastigatórios foi avaliada pelo método visual em relação a contagem digital (pelo sinal de sEMG), assim como a relação entre o atributo SSC do sinal com a ingestão de silagem. Na primeira análise foi comparada a contagem visual com a contagem digital, a qual apresentou R² de 0,9001. Na segunda análise, buscou-se a correlação entre o consumo e o sinal de sEMG, mostrando um R² de 0,7271 com o consumo. Palavras-chave: comportamento ingestivo, mastigação, sEMG, instrumentação eletrônica. Abstract IntroduçãoO monitoramento e controle na produção de gado são relativamente subdesenvolvidos quando comparados com outras indústrias. Isso se deve ao fato de que a maioria dos fatores a serem monitorados são naturalmente variáveis e imprevisíveis. No entanto, com a crescente exigência do mercado por produtos mais sofisticados, por um alto controle de qualidade diretamente das fazendas e por uma maior preocupação com o bem estar animal, a eficiência e agilidade no monitoramento e controle da produção são fatores essenciais para atender estes requisitos [1] Dentre os parâmetros que podem ser monitorados, se destaca o comportamento ingestivo, que fornece informações sobre a abundância e qualidade de alimento [2]. Portanto é importante se conhecer a relação plantaanimal, uma vez que conhecidas as variáveis determinantes da otimização do uso da pastagem, podese criar sistemas de pastejo personalizados, o que influencia diretamente no bem-estar animal [3,4].A eletromiografia de superfície (sEMG) é uma técnica amplamente utilizada para obter informações a respeito da atividade muscular. Quando aplicada em músculos da mastigação de ruminantes, permite o monitoramento da ingestão de alimentos [5]. Eletrodos de superfície são comumente fixados sobre o músculo masseter, que é um músculo superficial e o mais extenso dentre os músculos de mastigação [5,6]. Os dados de sEMG podem ser usados para contagem de movimentos mastigatórios, para estimar o consumo de alimento e indicar a altura de pastagens, além de agregar agilidade nesse processo quando comparado com os outros métodos [6,7].O objetivo desse trabalho consiste em avaliar o desempenho da técnica de sEMG do músculo masseter de bovinos na contagem de movimentos mastigatórios e na estimação de consumo de alimento. Estes dados são comparados com os valores reais obtidos pela observação visual e na pesagem do alimento consumido. Materiais e métodosEsta seção descreve os materiais e a metodologia usada para atingir o objetivo proposto neste trabalho.Materiais -Os materiais utilizados neste t...

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“…O comportamento ingestivo tem se mostrado um dos mais promissores em termos de informações que é capaz de fornecer, visto que é por meio dele que se torna possível identificar, por exemplo, a capacidade de adaptação do animal ao meio [2], a detecção de estresse e presença de doenças [3], conhecer as preferências alimentares e como a quantidade e composição dos alimentos pode influenciar em suas funções vitais, tais como crescimento e reprodução, e como isso pode afetar seu desempenho [4].…”

Section: Introductionunclassified

“…Diante desse cenário, é necessário lançar mão de meios que permitam estudá-lo. Essas técnicas são muito variadas, partindo das chamadas técnicas manuais, muitas vezes laboriosas, cansativas e impraticáveis em larga escala [2], mas nem por isso menos precisas [5], chegando até os métodos eletrônicos e/ou automáticos. Nessa última categoria se enquadram os métodos baseados em transdutores de pressão/deformação, acústicos, ópticos e elétricos (eletromiografia) [6,7,8].…”

Section: Introductionunclassified

SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS DE sEMG PARA O ESTUDO DO COMPORTAMENTO INGESTIVO EM RUMINANTES

Gomes¹,

Campos²,

Bertotti³

et al. 2018

Anais Do v Congresso Brasileiro De Eletromiografia E Cinesiologia E X Simpósio De Engenharia Biomédica

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Resumo: Este artigo apresenta o desenvolvimento de um sistema para aquisição de sinais de eletromiografia de superfície do músculo masseter de ruminantes visando estudar o comportamento ingestivo. Eletrodos conectados a um sistema microcontrolado com um analog front-end para EMG realizam a aquisição dos biopotenciais e o armazenamento dos dados resultantes em um cartão de memória para que sejam analisados e processados a posteriori. O teste do sistema consistiu em fornecer determinado tipo de alimento para os animais e registrar os sinais de sEMG durante a atividade mastigatória. O aspecto das séries temporais registradas foi comparado com gravações em vídeo, que permitiram relacionar trechos do sinal com eventos de ruminação, alimentação, deglutição e regurgitação do boulos. Palavras-chave:instrumentação eletroeletrônica, pecuária de precisão, mastigação, músculo masseter. O comportamento ingestivo possui caráter multifatorial [4], sujeito a variações espaço-temporais, o que torna sua compreensão uma tarefa complexa. Diante desse cenário, é necessário lançar mão de meios que permitam estudá-lo. Essas técnicas são muito variadas, partindo das chamadas técnicas manuais, muitas vezes laboriosas, cansativas e impraticáveis em larga escala [2], mas nem por isso menos precisas [5], chegando até os métodos eletrônicos e/ou automáticos. Nessa última categoria se enquadram os métodos baseados em transdutores de pressão/deformação, acústicos, ópticos e elétricos (eletromiografia) [6,7,8]. AbstractA eletromiografia de superfície se baseia na avaliação muscular por meio da detecção de sua atividade elétrica [9]. A literatura mostra que a técnica é pouco difundida nesse campo de estudo quando comparada aos outros métodos [8], precisando ser melhor explorada, dado o grande potencial que pode ser extraído [10]. Em face disso, esse artigo tem como propósito apresentar o desenvolvimento de um sistema de aquisição de sinais de EMG, não-invasivo, que permita explorar o comportamento ingestivo em ruminantes. Material e métodosUm diagrama que ilustra de forma simplificada o sistema desenvolvido é apresentado na Figura 1. Ao receber um tipo qualquer de alimento, o animal passa a desenvolver a atividade mastigatória ativando a musculatura face responsável pela mastigação, implicando na geração de biopotenciais. Por meio de transdutores são adquiridos esses sinais, que são conduzidos para um analog front-end (AFE) para EMG, responsável pela interface analógico-digital. Os dados são convertidos para uma forma de representação digital

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A method for quantification of jaw movements suitable for use on free-ranging cattle

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The ability of magnetic field sensors to monitor feeding in three domestic herbivores

The ability of magnetic field sensors to monitor feeding in three domestic herbivores

Avaliação Da Eletromiografia Na Contagem De Movimentos Mastigatórios E Na Estimação De Consumo

SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS DE sEMG PARA O ESTUDO DO COMPORTAMENTO INGESTIVO EM RUMINANTES

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