Точное животноводство (Precision Livestock Farming, или PLF) — это инновационный подход к оптимизации и управлению производством животноводческой продукции, использующий технологии и решения на основе данных. Точное животноводство включает интеграцию датчиков, систем автоматизации и мониторинга для сбора информации в режиме реального времени о здоровье, поведении животных и условиях окружающей среды. Эти данные позволяют фермерам принимать обоснованные решения относительно кормов, мер по охране здоровья, воспроизводства и общего благополучия животных.

 

Цель точного животноводства — повышение производительности, минимизация потерь ресурсов, улучшение благополучия животных и продвижение устойчивых и эффективных методов животноводства.

 

Технологии точного животноводства

 

Как и все технологии, технологии точного животноводства постоянно развиваются. Многие из них внедрены и успешно применяются на многочисленных фермах по всему миру, другие находятся на ранних стадиях разработки. Вот некоторые из технологий PLF, которые применяются сегодня:

 

 

1. Автоматизированные системы взвешивания

 

Вес – один из важнейших показателей здоровья и продуктивности животных, поэтому автоматизированная система взвешивания — распространённая технология, которая в той или иной форме входит в состав любого приложения PLF.

 

Различные типы автоматизированных систем взвешивания включают в себя «накладные весы» и камеры, интегрированные с программным обеспечением, которое определяет вес особей с помощью машинного обучения, анализируя изображения и видео с очень малой погрешностью. Накладные весы широко используются в птицеводстве для точного расчёта среднего веса, а датчики, проходящие через весы, используются для свиней и крупного рогатого скота.

 

С другой стороны, измерение веса с помощью анализа изображений и видео быстрее, проще и, что ещё важнее, менее инвазивно. Информация о весе сельскохозяйственных животных жизненно важна в продуктивном животноводстве. Например, получая информацию о весе и регистрируя характеристики корма, можно создать модель и использовать её для прогнозирования и управления.

 

2. Недорогой способ регистрации потребления корма и воды

 

Для регистрации информации о поведении сельскохозяйственных животных, связанном с кормлением и питьем, используются водомеры и различные типы датчиков потребления корма.

 

Эта информация, собранная за определенный период времени, позволяет получить ретроспективу и прогнозируемые уровни потребления корма и воды. Это дает возможность использовать ее для запуска систем раннего оповещения в случае изменения привычек животных, связанных с кормлением и питьем, которое может быть вызвано болезнью или неблагоприятным состоянием.

 

3. Решения для визуализации

 

Анализ изображений и видео может автоматически предоставлять практически точную информацию о весе отдельных животных. Однако вес — лишь один из многих данных, которые мы можем получить с помощью решений для визуализации.

 

В частности, используя технологию 3D-камер и тепловизионную съемку, мы можем изучать поведенческие паттерны (например, садку и хромоту), физиологические состояния (дыхание и температуру), тенденции роста и такие факторы, как качество туши.

 

Благодаря возможности получения целого ряда жизненно важных данных и своей доступности решения в области визуализации являются наиболее распространенной формой точного мониторинга и одним из первых шагов поэтапного внедрения точного животноводства на ферме.

 

 

4. Системы датчиков для животных

 

Датчики, такие как акселерометры, датчики давления и температуры, устанавливаемые на животных или в окружающей среде и подключенные к сети, образуют Интернет вещей (IoT), который является основой интегрированных систем точного животноводства.

 

Эти датчики, как по отдельности, так и в сочетании, можно использовать для определения особенностей поведения, состояния окружающей среды и состояния здоровья животных. Например, датчики, размещаемые на ушах или ошейниках крупного рогатого скота и свиней, могут измерять и контролировать пищевое поведение, жевание жвачки, отел, эструс, а также температуру тела.

 

Датчики используются для измерения температуры на ферме и таких параметров аквакультуры, как pH, содержание кислорода и т. д. При использовании датчиков в системах PLF важно учитывать их дискомфорт или вред для животных.

 

В целом, данные с датчиков в режиме реального времени в сочетании с данными предыдущих исследований играют важную роль в выявлении заболеваний и проблем со здоровьем, а также в их заблаговременном предупреждении.

 

5. GPS-мониторинг для экстенсивных систем

 

Использование технологий дистанционного зондирования, например, систем GPS-мониторинга, применимо в системах выпаса, где животные распределены по большой территории.

 

Их маршруты перемещения можно использовать для определения предпочтительных мест выпаса, а данные GPS-координат в режиме реального времени – для отслеживания их местонахождения. Это повышает эффективность выпаса скота и снижает потери скота из-за краж или нападения хищников. Системы GPS-слежения значительно упрощают мониторинг больших стад крупного рогатого скота, создавая виртуальные ограждения и предоставляя фермерам значительное облегчение.

 

6. Прокси-технологии для измерения выбросов метана

 

Выбросы парниковых газов в сельском хозяйстве продолжают вносить значительный вклад в общие ежегодные выбросы парниковых газов. Метан, вырабатываемый крупным рогатым скотом и свиньями, составляет значительную часть сельскохозяйственных выбросов парниковых газов.

 

Технологии измерения выбросов метана сельскохозяйственными животными – отличный способ сделать животноводческие фермы более чувствительными к изменению климата и ответственными в отношении окружающей среды. Однако для отдельных ферм существует не так много подходящих технологий. Большинство из них включают камерные системы, лазерное обнаружение метана, спектроскопию и т. д.

 

7. Решения для электронной идентификации

 

Возможность автоматического измерения состояния, поведения и продуктивности каждого отдельного животного на ферме выгодна только в том случае, если эти животные легко идентифицируются, что позволяет вести их учет отдельно и автоматически.

 

Традиционные методы идентификации скота являются инвазивными и травматичными для животных, но все еще применяются во всем мире. Однако электронные альтернативы, такие как радиочастотная идентификация (RFID) и современные ушные бирки, эффективны и автоматизированы. Они устраняют необходимость в длительном вводе данных и обеспечивают бесперебойность работы. Электронная идентификация обеспечивает соблюдение всех остальных аспектов точного животноводства.

 

8. Применение передовой аналитики к большим данным

 

По мере внедрения всё большего количества технологий на животноводческих фермах ежедневно генерируется всё больше данных и точек данных, и этот объём продолжает расти в геометрической прогрессии. Чтобы обрабатывать такой объём информации, аналитические системы должны быть столь же эффективными.

 

Чтобы обеспечить использование полученных данных для решения насущных проблем в области животноводства нужны передовая аналитика больших данных и возможности машинного обучения.

 

 

Преимущества точного животноводства

 

Преимущества точного животноводства обширны и зависят от используемых технологий. Однако в целом PLF направлено на улучшение благополучия и здоровья животных. Системы точного животноводства идентифицируют эту идею и, используя технологии раннего обнаружения заболеваний и систем раннего оповещения, работают над улучшением здоровья и благополучия животных.

 

Оптимизация уровня вложений и максимизация производства

 

Точное животноводство делает сельскохозяйственные операции максимально конкретными. Это означает рациональное использование ограниченных ресурсов. Снижая затраты и увеличивая общий выход животноводческой продукции, PLF повышает рентабельность животноводства. Экономические преимущества применения точного земледелия значительны и необходимы для привлечения большего числа фермеров, чтобы удовлетворить растущий спрос на животноводческую продукцию.

 

Сокращение трудозатрат на ферме

 

По мере сокращения числа работников и увеличения поголовья скота фермер не может отслеживать всех животных. Точное животноводство позволяет это сделать, сокращая трудозатраты и предоставляя фермерам удобный доступ к важной и достоверной информации.

 

Более того, автоматические кормушки, GPS-слежение и другие технологии устраняют необходимость в большом количестве сельскохозяйственных рабочих. Сокращение трудозатрат на ферме означает, что ферма становится более масштабируемой, а следовательно, более производительной и прибыльной.

 

Риски точного животноводства

 

Самой серьезной проблемой PLF является невысокая доступность – она связана с интеграцией дорогостоящих технологий на фермах. Исследования показывают, что технологии точного животноводства повышают прибыльность фермы, но разнообразие каждой фермы заставляет тщательно рассмотреть этот вопрос, прежде чем принять решение о внедрении.

 

Основной риск точного животноводства заключается в том, что, поскольку система часто интегрирована и автоматизирована, ее сбой может привести к разрушительным последствиям, особенно если автоматизация полная.

 

Есть и другой, сопутствующий риск: когда единицей измерения животных является не отдельная особь, а группа особей, например, птицы, при измерении стад. В таких случаях могут быть упущены из виду особые индивидуальные потребности.

 

Использование неудобных меток, которые до сих пор остаются неотъемлемой принадлежностью многих методов и технологий точного животноводства, тоже представляет собой риск для благополучия животных.

 

Точное животноводство обладает огромным потенциалом в решении современных насущных проблем животноводства. На уровне отдельного фермера два наиболее важных преимущества PLF заключаются в повышении производительности и прибыльности, а также в возможности уделять время только самым важным вопросам.

 

Точное животноводство использует проверенные и протестированные технологии, доступные для внедрения отдельными фермерами в соответствии с их потребностями. Более того, благодаря быстрому развитию технологий и аналитики больших данных, точное животноводство обещает будущее, в котором будет обеспечена продовольственная безопасность и благополучие животных.

 

 

Читайте также:

 

• Искусственный интеллект в сельском хозяйстве: помощь или помеха?
• Автоматика, компьютерное зрение и роботы для промышленного свиноводства
• Техника на молочной ферме: необходимость или приятное дополнение?
• Новая технология наблюдения за бройлерами
• Генетическая модернизация крупного рогатого скота
• Какие процессы на ферме можно роботизировать
• Дояр, пастух, уборщик и раздатчик кормов: роботы в животноводстве