Žemės ūkis 4.0, skirtas didesnei gyvūnų gerovei tvarte
Dirbtinis intelektas didesnei gyvūnų gerovei tvarte. Švietimo ir žinių centras Boxberg (LSZ) ir Hohenheimo universitetas kuria duomenų šaltinius tvariam kiaulių auginimui Eksperimentiniai duomenys apie gyvūnų elgseną, biologiniai duomenys iš įprastinių operacijų, duomenys apie laikymo aplinką, gyvūnų genetika: apie paršavedžių bandą, įskaitant Paršelių auginimas ir kiaulių penėjimas Švietimo ir žinių centre Boxberg (LSZ) yra didžiulis duomenų kiekis. Iki šiol beveik nenaudotas lobis. Kadangi duomenų įrašai, įrašyti į "Excel" skaičiuokles, popierines formas arba naudojant specialias programas, nėra sujungti į tinklą. Projekte „Žemės ūkis 4.0: informacinė sistema kiaulių auginimui“ verslo IT specialistai iš Hohenheimo universiteto Štutgarte sujungia šiuos duomenis į skaitmeninę platformą ir taip atveria duomenų analizei bei mašininiam mokymuisi. Tai suteikia naujų įžvalgų, kurios naudingos gyvūnų gerovei ir tvariai kiaulininkystės orientacijai. Kaimo vietovių ir vartotojų apsaugos ministerija (MLR) remia projektą, vadovaujamą LSZ. Hohenheimo universitetui skirta beveik 200.000 XNUMX eurų finansavimo suma, tai yra mokslinių tyrimų kryptis.
Stresas su kaimynais aptvaruose, kovos dėl prieigos prie išteklių, tokių kaip vanduo, pašarai ir manipuliuojamos medžiagos, sveikatos problemos, per didelis kenksmingų dujų kiekis skyriuje – visi šie veiksniai skatina kiaules graužti uodegą. Mokslas ir praktika daro prielaidą, kad šių rizikos veiksnių derinys vaidina svarbų vaidmenį, tačiau vis dar yra daug žinių spragų.
Čia atsiranda intelektuali didelių duomenų analizė. „Tai leidžia mums analizuoti didelius duomenų kiekius apie šiuos veiksnius iš skirtingų šaltinių – ir taip gauti naujos informacijos bei atskleisti anksčiau nežinotus ryšius“, – aiškina prof. Stefanas Kirnas, Hohenheimo universiteto Verslo informatikos II katedros vadovas.
„Gyvūnininkystė siūlo sudėtingas mašininio mokymosi metodų programas, pvz., galima pagerinti gyvūnų gerovę arba optimizuoti veiklos valdymą“, – pabrėžia verslo informatikos specialistas Martinas Riekertas, vadovaujantis Hohenheimo universiteto paprojektiui.
Įvairios pritaikymo galimybės gyvulininkystėje
Viena iš tyrėjų akiračio temų yra klausimas, kaip ankstyvoje stadijoje, naudojant mašininio mokymosi metodus, nustatyti pavojų paršelių sveikatai. Šiuo metu jie tiria maždaug 25 kintamuosius ir nuo 2011 m. vertina duomenis apie maždaug 50.000 XNUMX kiaulių, kad patikrintų, ar įmanoma numatyti ankstyvą pavojų sveikatai.
„Kitas galimas pritaikymas būtų stebėti gyvūnų elgesį kaip gyvūnų gerovės stebėjimo dalį, kad būtų galima nustatyti stresą ankstyvoje stadijoje“, - sako Riekert. Grupė naudoja vaizdo kameras su giliu mokymusi, kad įvertintų gyvūnų melavimą.
Tai svarbus bendrosios praktikos pritaikymas. Žemės ūkio gyvulininkystė susiduria su į ateitį nukreiptais uždaviniais. Daugelis vartotojų šiandien nori žinoti, iš kur gyvūnai kilę, kaip jie laikomi ir šeriami ir ar jiems gerai sekasi. Duomenys iš paties gyvulio ir iš auginimo aplinkos, auginimo technikos ir sveikatos būklės suteikia informacijos apie daugelį jų derinio klausimų. Skaitmeninimas ir tinklų kūrimas labai prisideda prie gyvulininkystės pripažinimo visuomenėje ir geresnio įvaizdžio.
Daugelis atskirų duomenų salelių Boxberg švietimo ir žinių centre
Hohenheimo mokslininkai nori tai pritaikyti praktiškai kartu su Boxberg švietimo ir žinių centru (LSZ). Iššūkis LSZ: „Ten yra daug duomenų, bet jie negali būti naudojami, nes visi tai yra izoliuoti sprendimai. Jie nėra sujungti į tinklą“, - sako dr. Achimas Kleinas, vadovavęs žinių gavimo darbo sričiai, kuriai priskirtas paprojektis iki 2019 m. rugpjūčio pabaigos. „Gyvūnininkystės srityje yra didžiulis atsilikimas. Nes skirtingai nei augalininkystėje, duomenų rinkiniai vargu ar prieinami duomenų analizei.
Labai skirtingi duomenys fiksuojami apie paršavedes, paršelius ir penimas kiaules dresavimo ir eksperimentiniuose tvartuose. „Mes reguliariai renkame struktūrinius duomenis, tokius kaip paršavedžių planavimo arba penėjimo ir skerdimo duomenys“, – praneša Riekert. „Be to, yra papildomų struktūrinių duomenų apie būsto aplinką, pvz., kameros temperatūrą, vėdinimo nustatymus, vandens srautą ar pašarų suvartojimą. Be to, nestruktūrizuoti eksperimentiniai gyvūnų elgesio duomenys, kuriuos, be kita ko, gauname iš daugiau nei 50 vaizdo kamerų.
Skaitmeninis tinklas vietoj izoliuotų sprendimų
Iki šiol šie duomenys buvo fiksuojami naudojant „Excel“ skaičiuokles ir specializuotas programas – iki šiol duomenų įrašymas net nebuvo visur skaitmeninis. Projekte mokslininkai šiuos nevienalyčius duomenis sujungia duomenų platformoje (duomenų saugykloje).
Jie įrengia visą tvartą WLAN ir montuoja pramoninius kompiuterius su jutikliniais ekranais. Jie integruoja esamas išorines sistemas, tokias kaip vėdinimo ir šėrimo sistemos. Tikslas: nebereikia rankinių veiksmų bepopieriniame tvarte, o duomenys patenka tiesiai į duomenų platformą per naują įvesties kaukę. „Tokiu būdu duomenų įvedimas yra greitesnis ir efektyvesnis“, – aiškina projekto tyrėjas Tobias Zimpel. „Patikimumo patikra atliekama vietoje ir darbuotojai gali bet kada prieiti prie informacinės sistemos.
Tinklas tada padaro duomenis prieinamus duomenų analizei. „Mašininio mokymosi dėka sistema gali atpažinti įvairių duomenų modelius ir dėsningumus“, – aiškina Riekert. „Siekiama išvesti anksčiau neatpažintus ryšius ir juos panaudoti kuriant sprendimų priėmimo priemones ir prognozavimo modelius, naudingus gyvūnų gerovei, tyrimams ir individualaus ūkio valdymui.
APLINKYBĖS: Projektas „Žemės ūkis 4.0: kiaulių auginimo informacinė sistema“
Projektą „Žemės ūkis 4.0: kiaulių auginimo informacinė sistema“ finansuoja Badeno-Viurtembergo kaimo vietovių ir vartotojų apsaugos ministerija (MLR), kaip dalį valstijos vyriausybės strategijos „Žemės ūkis 4.0 tvarus.skaitmeninis“. Projektą valdo Švietimo ir žinių centras Boxberg (LSZ). Hohenheimo universiteto Verslo informatikos II katedra savo projekto daliai gauna 197.648 0,3 eurus, bendras finansavimas siekia apie 1.11.2016 mln. Projektas prasidėjo 31.12.2019 m. lapkričio XNUMX d. ir baigsis XNUMX m. gruodžio XNUMX d.
Fonas: Tyrimų sunkiasvoriai
32,5 metais Hohenheimo universiteto mokslininkai tyrimams ir mokymui trečiųjų šalių lėšų įsigijo 2018 mln. Serija „Research Heavyweights“ pristato išskirtinius mokslinių tyrimų projektus, kurių finansinė apimtis ne mažesnė nei 350.000 150.000 eurų techniniams tyrimams ir XNUMX XNUMX eurų netechniniams tyrimams.
Tekstas: Elsner (Hohenheimo universitetas)
AI tvarte: LSZ Boxberg ir Hohenheimo universitetas atveria duomenų šaltinius geresniam ir ekonomiškesniam kiaulių auginimui | Vaizdo šaltinis: Hohenheimo universitetas / Sacha Dauphin
