自動搾乳

搾乳工程とは、（酪農というより広い分野ではなく）動物から乳を搾り出すことに特化した一連の作業を指します。この工程は、搾乳前に動物を集める、搾乳室へ動物を誘導する、乳頭の検査と洗浄、乳頭への搾乳装置の取り付け、そして多くの場合、乳房の裏側をマッサージして乳の滞留分を排出する、乳の搾り出し、搾乳装置の取り外し、搾乳室から動物を誘導する、といったいくつかのサブタスクに分けられます。

授乳期間（約300日間）の乳量を維持するには、一定の搾乳間隔が必要であり、通常は1日2回、搾乳間隔を最大限に空ける必要があります。^{[ 2 ]}実際、酪農場のすべての活動は搾乳プロセスを中心にスケジュールする必要があります。このような搾乳ルーチンは、個々の酪農家の時間管理と私生活に制約を課します。酪農家は、個人の健康、家族の責任、または社会的なスケジュールに関係なく、週7日間、早朝と夕方に搾乳することに拘束されます。この時間的制約は、追加の労働力を容易にまたは経済的に確保できない場合、単独の酪農家や農家家族にとって悪化し、小規模酪農の衰退の一因となっています。1日1回の搾乳や任意搾乳（下記参照）などの技術は、これらの時間的制約を軽減するために研究されてきました。

搾乳作業の負担を軽減するため、20世紀には搾乳工程の多くが自動化されました。多くの酪農家は半自動または自動の牛の通行制御システム（電動ゲートなど）を使用し、搾乳機（基本型は19世紀後半に開発）は完全に自動で搾乳を行い、搾乳後には自動で搾乳装置を取り外すシステムも利用可能です。乳頭洗浄システムも自動で利用できますが、その洗浄効果については議論の余地があります。

機械搾乳は、真空圧を利用して牛から乳を搾り出す仕組みです。専用の機械が牛の乳首に一定の真空圧をかけ、乳を優しく吸い出して容器に移します。さらに、これらの機械は定期的に乳首全体に外部圧力をかけることで、適切な血行を維持するのに役立ちます。^{[ 3 ]}

搾乳工程で最後に残された手作業は、乳頭の洗浄と検査、そして搾乳装置（搾乳カップ）の乳頭への取り付けでした。搾乳カップの自動洗浄と取り付けは複雑な作業であり、乳頭の位置を正確に検出し、器用な機械操作装置が必要となります。これらの作業は、自発搾乳システム（VMS）または自動搾乳システム（AMS）において、すでに自動化されています。

• 労働の削減- 農家は搾乳作業とそれに伴う厳格なスケジュールから解放され、動物の監視、餌やりなどに労働力を注ぐことができる。
• 搾乳の一貫性– 搾乳プロセスは牛ごとに、また訪問のたびに一貫しており、搾乳する人が変わっても影響を受けません。4つの独立した搾乳カップは個別に取り外されるため、他の3つの搾乳が完了するまで空の乳房が取り付けられたままになることはなく、怪我のリスクが軽減されます。最新の自動搾乳機は、各乳房からの乳量に応じて脈動速度と真空レベルを調整できます。
• 搾乳頻度の増加– 搾乳頻度は1日3回まで増加する可能性がありますが、通常は1日2.5回になります。^{[ 8 ]}平均して貯蔵される乳量が少なくなるため、乳房へのストレスが軽減され、牛の快適性が向上します。搾乳頻度が高いと、牛1頭あたりの乳量は増加しますが、この増加分の多くは固形分ではなく水分です。
• ストレスの少ない環境という認識 – 選択的な搾乳スケジュールは牛のストレスを軽減するという認識がある。
• 牛群管理–コンピュータ制御の利用により、データ収集の範囲が拡大します。こうしたデータを用いることで、農家は牛群の傾向分析、例えば飼料の変化に対する乳生産量の反応などを通じて、管理を改善することができます。個々の牛の履歴を調べたり、病気や怪我を示す異常な変化を農家に警告するアラートを設定したりすることも可能です。情報収集はAMSに付加価値をもたらしますが、こうした情報の正しい解釈と活用は、利用者のスキルや、注意喚起レポートを作成するコンピュータアルゴリズムの精度に大きく依存します。

• 初期費用が高い– AMS システムの費用は、2003 年時点で搾乳ユニットあたり約 120,000 ユーロ (190,524 ドル) です (フリーストール飼育用の牛舎スペースが既にあると仮定)。設備費用は、最初のストールで 175,000 ドルから 158,000 ドルに減少しました。設備費用は、ダブル シックス パーラーで 1 ストールあたり 10,000 ドルから、ダブル テン パーラーで 1 ストールあたり 9,000 ドルに減少し、パイプライン搾乳の費用は 1 ストールあたり 1,200 ドルでした。初期パーラー費用は、高コストのパーラーを表すために 1 ストールあたり 5,000 ドル増加しました。^{[ 9 ]}従来の搾乳パーラーの代わりに AMS に投資することが経済的に有益かどうかは、建設費用、搾乳システムへの投資、および労働コストに依存します。労働コストに加えて、労働力の入手可能性も考慮する必要があります。一般的に、自動搾乳システム（AMS）は小規模農場にとって経済的に有利であり、大規模酪農場は通常、搾乳室を利用した方がコストを抑えて運営できる。
• ロボットを稼働させるための電気代は増加するが、これは労働投入量の削減によって十分に相殺される可能性がある。

• 複雑性の増大– 機器の複雑化は技術進歩に不可欠な要素ではありますが、AMS搾乳ユニットは従来システムに比べて複雑化しているため、メーカーのメンテナンスサービスへの依存度が高まり、運用コストが増加する可能性があります。システム全体が故障した場合、農家はサービスプロバイダーの迅速な対応に頼らざるを得ません。実際には、AMSシステムは堅牢であることが証明されており、メーカーは優れたサービスネットワークを提供しています。すべての搾乳牛が自発的にAMSを訪れる必要があるため、このシステムには高度な管理が求められます。また、このシステムでは、日常業務においてコンピュータが中心的な役割を担います。
• 放牧システムへの適用は困難です。AMSユニットを最適に利用するには、牛が常にいる必要があるため、AMSは、授乳期間のほとんどを牛が屋内で過ごすゼロ放牧システムで最も効果を発揮します。ゼロ放牧は、土地が貴重な地域（例えばオランダ）に適しています。土地を最大限に活用して飼料を生産し、それを農家が集めて牛舎の牛に与えることができるからです。放牧システムでは、牛は牧草地で放牧され、搾乳室まで歩く必要があります。牧草地と搾乳ユニット間の歩行距離が長すぎると、牛に高い搾乳頻度を維持させるのが難しいことがわかっています。しかし、AUTOGRASSMILKプロジェクトなどでは、放牧での生産維持が可能であることが示されています。^{[ 10 ]}現在、ニュージーランドのデクセル施設、シドニー大学のフューチャーデイリーサイト、ミシガン州立大学のケロッグ生物学ステーション、スウェーデン農業科学大学の研究施設ロブスタ畜産研究センターで研究プロジェクトが行われており、そこでは牛が放牧され、AMSによって搾乳されています。
• 牛乳の品質低下– 自動搾乳では、嫌気性胞子の数、凝固点が上昇し、牛乳の品質不良の頻度がほぼ2倍になり、自動搾乳によって引き起こされる牛乳の品質が完全に反映されます。自動搾乳機は牛の乳頭を洗浄し、搾乳前の牛乳を検査しますが、感染した牛乳が移送されない現象があり、装置自体も洗浄が不十分で、牛乳が適切に処理されません。この状況は、2002年にデンマークの自動搾乳システムを備えた約98の農場を調査したときにも確認されました。^{[ 11 ]}バルクミルクの総細菌数（BMTBC）と体細胞数（BMSCC）も自動搾乳の影響を受けます。これら2つのカウントは、従来どおり搾乳されていた牛に自動搾乳システムを導入したときに調査されました。BMSCCはAMS設置前と設置後で有意に増加しないことがわかりましたが、BMTBCは最初の3か月で有意に増加し、その後正常レベルに戻ることがわかりました。 BMSCCは導入前のレベルと比較して3年目に有意に改善することがわかった。^{[ 12 ]}
• 一部の牛のストレスが増加する可能性– 牛は社会性のある動物であり、一部の牛の優位性によって、他の牛は夜間のみ搾乳を強いられることがわかっています。 このような行動は、AMSが搾乳時間の「自由な選択」を可能にすることでストレスを軽減するという認識とは矛盾します。
• 農家と牛群の接触の減少– 効果的な畜産には、農家が牛群の状態を十分に把握していることが不可欠です。従来の搾乳では、搾乳装置を取り付ける前に牛を観察し、病気や怪我をした牛を特定して注意を払うことができます。自動搾乳では、農家が動物と密接に接触する時間が短くなるため、病気が長期間見過ごされ、牛乳の品質と牛の福祉の両方が損なわれる可能性があります。実際には、搾乳ユニットの牛乳品質センサーが感染による牛乳の変化を検出し、農家は頻繁に牛群を検査しています。（農家は、牛に寝床を用意し、繁殖医療サービスを提供し、蹄の手入れをし、餌を与え、時折牛舎の一部を修理する必要があります。）しかし、この懸念から、農家は依然として7日間のスケジュールに縛られています。最新の自動搾乳システムは、牛乳の温度、牛乳の導電率、赤外線スキャンを含む牛乳の色、搾乳速度の変化、搾乳時間の変化、乳房ごとの乳汁分泌、牛の体重、牛の活動（動き）、反芻に費やした時間など、従来のシステムでは得られないデータを収集することで、この問題を解決しようとしています。
• ロボット会社への依存により、メンテナンスはより時間的に重要になり、農家はより大きなリスクにさらされる可能性があります。たとえば、エストニアのある農場では、BouMatic Robotics社のロボットが約束された基準を下回る性能を発揮し、同社がメンテナンスを提供しなかったため、100万ユーロ以上の損失が発生したと報告されています。^{[ 13 ]}

• GEA Farm Technologies（ドイツ、旧WestfaliaSurge）、MIone AMS
• レリー（オランダ）、レリー・アストロノートAMS
• デラバル（スウェーデン）、デラバルVMS
• フルウッド（英国）、マーリンAMS
• ミルコマックス（カナダ）、タイストールAMS
• SAC（デンマーク）は、2005年にオランダのGalaxy Robot AMSのメーカーを買収し、 SAC RDS Futureline MARK II、Insentec Galaxy Starline、BouMaticのProFlexといったブランドで販売している。
• BouMatic（オランダ）、MR-S1、MR-D1
• Prompt Softech（インド、アーメダバード）は、自動牛乳収集システムの製造業者です。
• ADF Milking（英国）は、自動浸漬・洗浄システムの製造メーカーです。
• リトアニアのモトテチャ社（JSC Mototecha Lithuania）は、移動式搾乳システムの製造会社です。