Pertanian 4.0 untuk lebih banyak kebajikan haiwan di kandang
Kecerdasan buatan untuk lebih banyak kebajikan haiwan di kandang. Pusat Pendidikan dan Pengetahuan Boxberg (LSZ) dan Universiti Hohenheim membangunkan sumber data untuk penternakan babi yang mampan. Data eksperimen tentang tingkah laku haiwan, data biologi daripada operasi rutin, data tentang persekitaran penternakan, genetik haiwan: tentang kumpulan penyemaian termasuk pemeliharaan anak babi dan penggemukan babi di Pusat Pendidikan dan Pengetahuan Boxberg (LSZ) terdapat sejumlah besar data yang tersedia. Harta karun yang hampir tidak digunakan lagi. Set data, direkodkan dalam jadual Excel, borang kertas atau melalui aplikasi pakar, tidak dirangkaikan. Dalam projek "Pertanian 4.0: Sistem Maklumat untuk Penternakan Babi", pakar IT perniagaan di Universiti Hohenheim di Stuttgart menggabungkan data ini ke dalam platform digital - dan dengan itu menjadikannya tersedia untuk analisis data dan pembelajaran mesin. Ini membolehkan pandangan baharu yang memberi manfaat kepada kebajikan haiwan dan orientasi lestari penternakan babi. Kementerian Luar Bandar dan Perlindungan Pengguna (MLR) membiayai projek itu di bawah pimpinan LSZ. Dengan pembiayaan berjumlah hampir 200.000 euro untuk Universiti Hohenheim, ia mewakili wajaran tinggi dalam penyelidikan.
Tekanan dengan jiran kandang, berjuang untuk mendapatkan sumber seperti air, makanan dan bahan aktiviti, masalah kesihatan, tahap gas berbahaya yang tinggi dalam petak - semua faktor ini menggalakkan gigitan ekor pada babi. Sains dan amalan menganggap bahawa interaksi faktor risiko ini memainkan peranan - tetapi masih terdapat banyak jurang dalam pengetahuan kita.
Di sinilah analitik data besar pintar masuk. "Ini membolehkan kami menganalisis sejumlah besar data mengenai faktor-faktor ini daripada sumber yang berbeza - dan dengan itu memperoleh maklumat baharu dan mendedahkan sambungan yang tidak diketahui sebelum ini," jelas Prof. Dr. Stefan Kirn, ketua jabatan Informatik Perniagaan II di Universiti Hohenheim.
"Penternakan haiwan menawarkan kes penggunaan yang mencabar untuk kaedah pembelajaran mesin, contohnya kebajikan haiwan boleh dipertingkatkan atau pengurusan operasi boleh dioptimumkan," menekankan pakar IT perniagaan Martin Riekert, yang mengetuai sub-projek di Universiti Hohenheim.
Pelbagai kemungkinan aplikasi dalam penternakan haiwan
Satu topik yang difikirkan oleh penyelidik adalah persoalan bagaimana mengenal pasti risiko kesihatan pada anak babi pada peringkat awal menggunakan kaedah pembelajaran mesin. Untuk melakukan ini, mereka sedang memeriksa sekitar 25 pembolehubah dan menilai data pada sekitar 2011 babi sejak 50.000 untuk memeriksa sama ada ramalan tentang risiko kesihatan awal adalah mungkin.
"Satu lagi aplikasi yang boleh difikirkan adalah untuk memantau tingkah laku haiwan sebagai sebahagian daripada pemantauan kebajikan haiwan untuk mengesan tekanan pada peringkat awal," kata Riekert. Pasukan menggunakan kamera video untuk menilai tingkah laku berbohong haiwan menggunakan pembelajaran mendalam.
Ini juga mempunyai aplikasi penting untuk amalan yang luas. Penternakan pertanian menghadapi tugas berorientasikan masa depan. Ramai pengguna hari ini ingin tahu dari mana haiwan itu berasal, bagaimana haiwan itu dipelihara dan diberi makan dan keadaan haiwan itu baik. Data daripada haiwan itu sendiri dan dari persekitaran penternakan, teknologi penternakan dan keadaan kesihatan memberikan maklumat mengenai banyak soalan apabila digabungkan. Pendigitalan dan rangkaian memberi sumbangan besar kepada penerimaan yang lebih besar terhadap penternakan dalam masyarakat dan imej yang lebih baik.
Banyak pulau data individu di pusat pendidikan dan pengetahuan Boxberg
Para saintis Hohenheim ingin melaksanakan ini secara khusus dengan Pusat Pendidikan dan Pengetahuan Boxberg (LSZ). Cabaran di LSZ: "Terdapat banyak data di sana, tetapi ia tidak boleh digunakan kerana semuanya adalah penyelesaian terpencil. Mereka tidak berkaitan, "kata Dr. Achim Klein, yang mengetuai kawasan kerja Pengekstrakan Pengetahuan sehingga penghujung Ogos 2019, yang mana subprojek itu ditugaskan. "Terdapat sejumlah besar usaha mengejar untuk dilakukan dalam pengeluaran haiwan. Kerana tidak seperti dalam pengeluaran loji, set data sukar diakses untuk analisis data."
Data yang sangat berbeza direkodkan pada anak babi, anak babi dan babi yang menggemukkan dalam kandang latihan dan eksperimen. "Kami secara rutin mengumpul data berstruktur seperti data perancang tabur atau data penggemukan dan penyembelihan," lapor Riekert. “Terdapat juga data berstruktur lanjut mengenai persekitaran perumahan seperti suhu petak, tetapan pengudaraan, aliran air atau penggunaan suapan. Di samping itu, data eksperimen tidak berstruktur tentang tingkah laku haiwan, yang, antara lain, memberikan kami lebih 50 kamera video.”
Rangkaian digital dan bukannya penyelesaian terpencil
Sehingga kini, data ini direkodkan menggunakan jadual Excel dan aplikasi pakar - pengumpulan data bukan digital di mana-mana. Dalam projek itu, saintis mengumpulkan data heterogen ini dalam platform data (gudang data).
Untuk melakukan ini, mereka melengkapkan seluruh stabil dengan WiFi dan memasang komputer industri dengan skrin sentuh. Mereka menyepadukan sistem luaran sedia ada, contohnya sistem pengudaraan dan penyusuan. Matlamat: Dalam kandang tanpa kertas, langkah manual tidak lagi diperlukan; data kini dihantar terus ke platform data melalui topeng input baharu. "Ini menjadikan kemasukan data lebih pantas dan lebih cekap," jelas Tobias Zimpel, pembantu penyelidik dalam projek itu. "Semakan kebolehpercayaan dijalankan di tapak dan pekerja boleh mengakses sistem maklumat pada bila-bila masa."
Melalui rangkaian, data kemudiannya tersedia untuk analisis data. "Melalui pembelajaran mesin, sistem boleh mengenali corak dan keteraturan dalam data yang pelbagai," jelas Riekert. "Matlamatnya adalah untuk mendapatkan sambungan yang sebelum ini tidak diiktiraf dan menggunakannya untuk membangunkan alat bantu membuat keputusan dan model ramalan yang memberi manfaat kepada kebajikan haiwan, penyelidikan dan pengurusan ladang individu."
LATAR BELAKANG: Projek "Pertanian 4.0: Sistem maklumat untuk penternakan babi"
Projek "Pertanian 4.0: Sistem maklumat untuk penternakan babi" dibiayai oleh Kementerian Luar Bandar dan Perlindungan Pengguna (MLR) Baden-Württemberg sebagai sebahagian daripada strategi "Pertanian 4.0 mampan.digital" kerajaan negeri. Pengurusan projek terletak pada Pusat Pendidikan dan Pengetahuan Boxberg (LSZ). Jabatan Informatik Perniagaan II di Universiti Hohenheim akan menerima 197.648 euro untuk sebahagian daripada projek itu; jumlah pembiayaan adalah sekitar 0,3 juta euro. Projek ini bermula pada 1.11.2016 November 31.12.2019 dan berakhir pada XNUMX Disember XNUMX.
Latar belakang: kelas berat dalam penyelidikan
32,5 juta euro dalam dana pihak ketiga yang diperoleh saintis Universiti Hohenheim 2018 untuk penyelidikan dan pengajaran. Secara berturut-turut, siri "kelas berat" dalam penyelidikan membentangkan projek-projek penyelidikan yang cemerlang dengan volum kewangan sekurang-kurangnya 350.000 Euro untuk penyelidikan tumor dan 150.000 Euro untuk penyelidikan tanpa instrumen.
Teks: Elsner (Universiti Hohenheim)
AI dalam kandang: LSZ Boxberg dan Universiti Hohenheim membangunkan sumber data untuk penternakan babi yang lebih baik dan lebih menjimatkan | Sumber imej: Universiti Hohenheim / Sacha Dauphin
