Искусственный интеллект помогает обрабатывать большие объемы данных, создавая ресурсы, к которым молочные фермеры раньше никогда не имели доступа.
Канадские фермеры могут получить доступ к двум новым приложениям для молочных ферм от Университета Далхаузи: одно анализирует звуки, издаваемые скотом, другое обещает измерения уровня метана, специфичные для каждой фермы.
Представьте, что вы подносите свой телефон к корове, и приложение сообщает вам значение её мычания? Технология еще не совсем совершенна, но близка к этому, и недавно выпущенное приложение, разработанное исследователями из Университета Далхаузи, может помочь обучить фермеров и рабочих тому, что на самом деле находится внутри мычащегося животного, пишет Джон Грейг, старший редактор Glacier FarmMedia, в статье канадского агропортала The Western Producer.
Приложение MooLogue — одно из двух приложений, недавно выпущенных профессором Сурешем Нитираджаном и его исследовательской группой Mooanalytica из Университета Далхаузи.
Другое приложение, DairyAir Canada, позволяет фермеру быстро оценить объемы производства метана на своей ферме за последние 15 лет.
Оба приложения дают представление о мощных инструментах, которые можно разработать благодаря расширенным вычислительным возможностям искусственного интеллекта.
Нитираджан сказал, что MooLogue может дать человеку, который раньше не работал в сельском хозяйстве, или который, возможно, работал на животноводческой ферме, например, на свиноводческом или птицеводческом хозяйстве, и заинтересован в работе с коровами, предварительное представление о том, что он услышит на молочной ферме.
Разработка данных для приложения MooLogue включала в себя традиционные методы исследования: студенты установили датчики и записывающие устройства примерно на 13 фермах, в восьми или девяти местах на каждой из них — от мест отела и дойки до стойл и помещений для сухостойных коров. «Они собрали многочасовые записи вокализации, а затем использовали искусственный интеллект для сравнения аудио- и видеоматериалов, чтобы связать звук с тем, что происходило в сарае», — рассказал Нитираджан, который работает одновременно на факультете компьютерных наук и на факультете сельского хозяйства.
Исследователи связали частоту и продолжительность мычания с событиями, происходящими в течение дня у коровы.
Когда корова сближается со своим теленком, она мычит с частотой примерно от 120 до 280 Гц, издавая низкочастотные звуки, которые длятся до 2,5 секунд. Когда корова испытывает стресс, её крики становятся более настойчивыми, их частота составляет от 600 до 1200 Гц, а продолжительность превышает три секунды.
Теперь исследователи могут определять, когда коров собираются кормить, и когда коровы приветствуют друг друга. Они также могут определять, когда у них начинается течка.
Большинство опытных фермеров также могут, сопоставляя звуковые сигналы от коров с тем, что они наблюдают в коровнике, прийти к аналогичным выводам о состоянии животного. Действительно, команда проверила звуки и результаты с помощью опытных фермеров.
Однако, поскольку все большее число работников ферм приезжают извне, эти звуки можно использовать для обучения, как это сейчас и предусмотрено в приложении. Как пояснил исследователь, приложение также будет полезно для обучения студентов-ветеринаров.
В будущем в ассортимент продукции может войти то, что Нитираджан назвает «черным ящиком», который сможет размещаться в сарае, записывать звуки, обрабатывать их и предоставлять отчет фермеру удаленно или когда он вернется в сарай. Один из его аспирантов работает над переводчиком звуков коров, используя обработку естественного языка, чтобы выяснить, как превратить мычание коровы в нечто, точно соответствующее человеческому языку.
«Когда уровень фрустрации коров измеряли в 300 различных контекстах, мы смогли увидеть закономерности: начали появляться определенные буквы и слова, постоянно встречающиеся в каждом конкретном контексте», добавил ученый.
Мониторинг метана
Выделение метана коровами при отрыжке после переваривания корма и в навозных ямах является одной из главных проблем, связанных с изменением климата в животноводстве, однако инструментов для измерения и мониторинга выбросов метана на отдельных фермах до сих пор немного.
Лаборатория Mooanalytica Нитираджана выпустила приложение DairyAir Canada, которое позволяет отслеживать тенденции выбросов метана на каждой молочной ферме страны с 1 января 2010 года по 31 декабря 2024 года. Отслеживание выбросов метана в режиме реального времени не осуществляется.
Исследовательская группа использовала данные с трех разных спутников, включая спутник NASA Terra, европейский Sentinel-5P и японский GOSAT. Затем данные были обработаны и упорядочены, чтобы для каждой фермы был присвоен рейтинг.
Приложение не просто предоставляет моментальный снимок ситуации; оно также позволяет фермерам сравнивать свои данные с данными других фермеров в радиусе 50-100 километров, со средними показателями по своей провинции и с общенациональным распределением выбросов метана. Они могут проводить анализ по сезонам и загружать отчеты.
В разных регионах страны результаты могут отличаться в зависимости от методов управления, климата и конструкции зданий. Нитираджан сказал, что это создает ориентир для фермеров. Затем они могут предпринять действия в зависимости от того, что узнают.
В целом, по словам Нитираджана, выбросы метана на молочных фермах Канады продолжали расти в течение последних 15 лет. В некоторые годы лидером был Онтарио, но в другие годы наибольшие выбросы наблюдались в Квебеке.
Исследования для создания приложений были поддержаны Ассоциацией молочных фермеров Канады и государственными программами финансирования сельского хозяйства.
Источник: The Western Producer. Автор: Джон Грейг.
На фото: Кашфия Сайлуназ, член исследовательской группы Mooanalytica из Университета Далхаузи., записывает вокализации коров на молочной ферме в Сассексе, используя полевой микрофон и диктофон для фиксации эмоциональных выражений животных. Автор фото: Суреш Нитираджан.