Mokslininkai kuria išmanius sprendimus ūkiams: dirbtinis intelektas padės anksčiau aptikti gyvūnų ligas

Ar įmanoma pastebėti, kad gyvūnas serga dar prieš pasireiškiant akivaizdiems simptomams? Mokslininkai įsitikinę, kad taip – tam tereikia išmanios sistemos ir duomenų. Daiktų interneto sprendimais grįsta duomenų valdymo platforma, analizuojanti gyvūnų elgseną ir fiziologinius rodiklius, atveria galimybes ne tik anksčiau nustatyti esančias sveikatos problemas, bet ir tokiu būdu užtikrinti kokybiškesnį maistą vartotojams.

Daugiau nei 60 proc. Europos vartotojų teigia, kad jiems svarbu, kaip buvo auginami gyvūnai, o beveik pusė apklaustųjų nurodo, kad gyvūnų gerovė tiesiogiai lemia jų pasirinkimą parduotuvėje. Visgi užtikrinti skaidrią ir patikimą informaciją apie gyvūnų sveikatą bei priežiūrą – šiandien vis dar iššūkis.

Tačiau mokslininkai visame pasaulyje ieško sprendimų. Viena iš galimybių – dirbtinio intelekto (DI) ir pažangių kompiuterinės regos technikų integravimas ūkiuose. Tai labai perspektyvi mokslinė kryptis neinvaziniam gyvūnų sveikatos vertinimui.

Kuriama išmani gyvūnų stebėjimo sistema

Tarptautinė mokslininkų komanda kuria DI sistemas, leidžiančias realiu laiku stebėti gyvūnų savijautą ir tokiu būdu užtikrinti aukštesnę maisto kokybę. Ūkiuose mokslininkai kurs ir diegs itin tikslius ir bekontakčius jutiklius, kurie suteiks vertingos informacijos apie gyvūnų fiziologiją ir jų elgesį.

A. Paulauskaitė-Tarasevičienė sako, kad bus vystoma daiktų interneto sprendimais grįsta duomenų valdymo platforma, skirta surinkti bei apdoroti didelius ir multimodalinius gyvūnų fiziologijos (širdies ritmo, temperatūros ir kt.), elgesio (judėjimo, maitinimosi modelių) ir aplinkos veiksnių (pvz., temperatūros, drėgmės) duomenų rinkinius.

„Šie duomenys bus panaudoti DI modelių apmokymui – tai leis realiu laiku stebėti gyvūnų būklės pokyčius, aptikti anomalijas ir užtikrinti, kad būtų greitai sprendžiami su jų mityba ir sveikata susiję klausimai“, – tikina KTU profesorė.

Projekto „NUTRIFEEDS“ metu sukurta išmani stebėsenos ir analizės platforma taps pagrindu naujos kartos sprendimams, leidžiantiems ne tik optimizuoti pašarų sudėtį bei šėrimo procesus, bet ir užtikrinti ilgalaikį tvarumą per gyvūnų gerovę, mažinant išteklių sąnaudas bei šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas.

Didins konkurencines galimybes pasaulyje

Lietuvoje gyvulininkystės sritis šiuo metu vystoma remiantis naujomis ir moderniomis technologijomis, didėja pramoninės gyvulininkystės gamyba. Todėl, kai fermose yra daug gyvūnų, labai svarbu užtikrinti jų gerovę, subalansuotą mitybą, aukštą produktyvumą ir efektyvų pašarų panaudojimą.

Be to, svarbu pagaminti aukštos maistinės vertės produktus, tokius kaip pienas, kiauliena, paukštiena, kiaušiniai ir patiekti gyventojams platų kokybiškų maisto produktų asortimentą.

Tikimasi, kad projekto metu mokslininkų gautų rezultatų panaudojimas taps svariu indėliu gerinant gyvulininkystės vystymąsi. Mokslininkų planuose – ir nauji gyvūnų elgsenos, sveikatingumo vertinimo rodikliai.

„Naujasis mitybos sveikatos indeksas integruotų elgesio, fiziologinius ir medžiagų apykaitos duomenis. Jis leistų įvertinti pašarų poveikį sveikatai“, – sako A. Paulauskaitė-Tarasevičienė.

Nuolat renkant duomenis ir teikiant individualizuotas įžvalgas per mašininio mokymosi (ML) algoritmus, ūkininkai galės priimti proaktyvius, duomenimis pagrįstus sprendimus, leidžiančius optimizuoti gyvūnų sveikatą ir jų gerovę.

Matuoja skirtingus parametrus

Šiuo metu KTU mokslininkai jau yra sukaupę panašios patirties vykdydami nacionalinius projektus, susijusius su gyvūnų (karvių, vištų, kiaulių) stebėjimu.

„Stebėjimai realiuose ūkiuose yra daug sudėtingesni nei laboratorinė aplinka: čia didesnis triukšmas, labiau kintantis apšvietimas, daugiau dulkių, praktinių apribojimų jutiklių išdėstymui. Todėl šie eksperimentai – būtini, norint suprasti, kas iš tikrųjų veikia praktiškai“, – tikina A. Paulauskaitė-Tarasevičienė.

Infraraudonųjų spindulių termografija ir kamerų sistemos ūkiuose gali fiksuoti gyvūnų kūno temperatūrą ir jų tarpusavio sąveiką, suteikdamos gilesnių įžvalgų apie gyvūnų sveikatą, patiriamą stresą.

„Terminis vaizdavimas leidžia stebėti temperatūras, nustatyti galimą šiluminį stresą, įvertinti šilumos pasiskirstymą pulke ir potencialiai pastebėti neįprastai karštas arba šaltas zonas, susijusias su gerovės problemomis“, – teigia KTU Dirbtinio intelekto centro vadovė.

Paršelių fermose mokslininkai taip pat naudojo mikrofonus. Jie lygino garso įrašus iš naujagimių ir suaugusių paršelių tvartų.

„Įrašų modeliai skiriasi, tad tai parodo, kad akustinis stebėjimas taip pat gali būti informatyvus rodiklis, atspindintis gyvūnų gerovę ir vystymąsi. Tokie duomenys atveria kelią DI pagrįstai garso analizei, siekiant identifikuoti skirtingas būsenas ir potencialiai aptikti stresuojančius gyvūnus ar su sveikata susijusius pokyčius“, – sako KTU profesorė.

Lemia ne tik gyvūnų sveikatą

Gyvūnų ligų kontrolė – ypač svarbi gyvūnų sveikatai, tačiau tai yra ir esminė visuomenės sveikatos bei maisto saugos dalis.

Statistika rodo, kad gyvūnų ligų daromas poveikis žmonėms – itin didelis. Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, apie 60 proc. žmonių infekcinių ligų yra susijusios su gyvūnais, o kasmet pasaulyje jomis suserga apie 1 mlrd. žmonių.

Europoje taip pat kasmet užfiksuojama dešimtys tūkstančių susirgimų, susijusių su užkrėstu maistu, pavyzdžiui, salmonelioze ar kitomis bakterinėmis infekcijomis.

„Be to, kai kurios gyvūnų ligos gali būti labai pavojingos patiems gyvūnams: pvz., afrikinis kiaulių maras dažnai baigiasi visų užsikrėtusių kiaulių žūtimi. Todėl labai svarbu laiku pastebėti ligas, jas kontroliuoti ir užkirsti kelią jų plitimui. Tokiu būdu galima užtikrinti ne tik gyvūnų gerovę, bet ir žmonių sveikatą“, – tikina KTU Dirbtinio intelekto kompetencijų centro vadovė A. Paulauskaitė-Tarasevičienė.