Κτηνοτροφία Ακριβείας, σε πραγματικό χρόνο
Εφαρμογές στην διαχείριση εκτατικά εκτρεφόμενων γαλακτοπαραγωγών μηρυκαστικών
Η έννοια της κτηνοτροφίας ακριβείας, η οποία είναι πλέον στις μέρες μας αρκετά γνωστή στους κτηνοτρόφους, μπορεί να προσδιοριστεί ως η εφαρμογή διάφορων μέσων τεχνολογίας που επιτρέπει τη διαχείριση μιας εκτροφής, μέσω της παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο της παραγωγής, της αναπαραγωγής, της καλής μεταχείρισης και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των εκτρεφόμενων ζώων.
Φωτο© : Προβατοτρόφοι Καραγκούνικων Προβάτων
Κείμενο: Λαλιώτης Γ.1, Συμεών Γ.2, Φειδάκης Μ.3, Κασνέσης Π.3, Θεοδωράκης Β.4, Κονδύλη Ε.5, Πατρικάκης Χ.3, Μπιζέλης Ι.1
1 Εργαστήριο Γενικής και Ειδικής Ζωοτεχνίας, Τμήμα Επιστήμης Ζωικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών
2 ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Επιστήμης Ζωικής Παραγωγή, Γιαννιτσά, Πέλλα
3 Εργαστήριο Δικτύων και Υπηρεσιών Υπολογιστών-CoNSeRT, Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
4 Γενικός Αγροτικός Συνεταιρισμός Ιωαννίνων «Ένωση Αγροτών»
5 ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Τεχνολογίας Αγροτικών Προϊόντων, Τμήμα Γάλακτος Ιωαννίνων
Στην ανάπτυξη τέτοιων εφαρμογών έχει συμβάλλει η πρόοδος σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς, που αφορούν τον κλάδο της μηχανικής και των ηλεκτρονικών, τον τομέα των επικοινωνιών καθώς και τον κλάδο των βιοϋλικών και νανοϋλικών. Σήμερα, υπάρχει πληθώρα εφαρμογών που εξυπηρετούν τη βελτίωση της καθημερινής διαχείρισης της εκμετάλλευσης τόσο προς όφελος της παραγωγικότητας, όσο και της εργασίας του κτηνοτρόφου.
Πληθώρα εφαρμογών
Τέτοιες εφαρμογές μπορούν να αφορούν την απλή καταγραφή παραγωγικών και αναπαραγωγικών δεικτών κάθε ζώου σε καθημερινή βάση, όπου μέσα από ένα σύστημα ανάλυσης δεδομένων και συσχετίσεων ενημερώνεται ο κτηνοτρόφος, ώστε να προβαίνει σε τυχόν διορθωτικές κινήσεις. Άλλες πιο σύνθετες εφαρμογές χρησιμοποιούν τεχνικές ανάλυσης εικόνας (π.χ. στάση του σώματος) για την αναγνώριση παθολογικών καταστάσεων (π.χ. χωλότητες) ή ακόμα και την καταγραφή της δραστηριότητας των ζώων και τον περαιτέρω συσχετισμό τους με διαφορά αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά, όπως η εμφάνιση οίστρου ή θέματα που αφορούν την ευζωία των εκτρεφόμενων ζώων. Οι περισσότερες εφαρμογές έχουν αναπτυχθεί κυρίως για εντατικές εκτροφές, οι οποίες ανταποκρίνονται καλύτερα στις απαιτήσεις της ψηφιοποίησης, όπως η ευκολότερη πρόσβαση σε τεχνολογίες δικτύων, η συνεχής ηλεκτροδότηση κ.ά.
Όσον αφορά τα εκτατικά συστήματα, οι αντίστοιχες εμπορικές, τουλάχιστον, εφαρμογές δεν είναι πολλές, παρόλο που ο έλεγχος των ζώων είναι λιγότερο συχνός και το περιβάλλον εκτροφής μη ελεγχόμενο. Εάν συνυπολογιστούν δύο ακόμα παράμετροι που αφορούν το γεωμορφολογικό ανάγλυφο και τη χρήση διαφορετικών φυλών, τότε η ανάπτυξη εφαρμογών ακριβείας για τα συστήματα αυτά είναι πιο δύσκολη και απαιτεί πιο πολύπλοκα συστήματα λογισμικού. Οι μέχρι τώρα λύσεις αφορούν, κυρίως, συσκευές γεωεντοπισμού, συσκευές περιορισμού της κίνησης των ζώων εντός συγκεκριμένων ορίων («εικονικοί» φράχτες) καθώς και drones για την επίβλεψη εκτατικά εκτρεφόμενων ζώων.
Κοινή ερευνητική πρόταση
Στο πλαίσιο αυτό, ο Γενικός Αγροτικός Συνεταιρισμός Ιωαννίνων «ΕΝΩΣΗ ΑΓΡΟΤΩΝ», το Τμήμα Επιστήμης Ζωικής Παραγωγής του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, το Εργαστήριο Δικτύων και Υπηρεσιών Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής και το Ινστιτούτο Γάλακτος Ιωαννίνων του ΕΛΓΟ-Δήμητρα μέσα από μια κοινή ερευνητική πρόταση, που χρηματοδοτήθηκε από το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ήπειρος 2014-2020», κατασκεύασαν μια εφαρμογή για τη διαχείριση εκτατικά εκτρεφόμενων μικρών και μεγάλων μηρυκαστικών, η οποία μπορεί να αποδειχτεί πολύ χρήσιμη στους κτηνοτρόφους της χώρας μας. Η εφαρμογή αφορά στην καταγραφή της ημερήσιας συμπεριφοράς των ζώων, ώστε ο κτηνοτρόφος να γνωρίζει πού βρίσκονται και πώς κινούνται τα ζώα του καθώς και να λαμβάνει προειδοποιητικές ενδείξεις σε περίπτωση που συμβαίνει ένα γεγονός εκτός φυσιολογικών ορίων.
Η αρχιτεκτονική, που ακολουθήθηκε, για την υλοποίησή της περιελάμβανε την κατασκευή: α) των αισθητήρων που τοποθετούνται στα ζώα, β) μιας συσκευής κόμβος, που συλλέγει και επεξεργάζεται τα δεδομένα των αισθητήρων, γ) ενός υπολογιστικού νέφους (cloud) για τη μεταφορά και αποθήκευση των τελικών δεδομένων και δ) μιας εφαρμογής σχεδιασμένη για κινητά τηλέφωνα, ώστε ο κτηνοτρόφος να έχει πρόσβαση στα δεδομένα που επιθυμεί.
Η όλη επεξεργασία των δεδομένων στηρίζεται στην χρήση βαθιάς μάθησης και σε νευρωνικά δίκτυα αναγνώρισης προτύπων, μεθοδολογίες που μπορούν να εντοπίσουν πρότυπα, σχέσεις και ανωμαλίες σε δεδομένα και ταυτόχρονα να επεξεργαστούν γρήγορα μεγάλο όγκο αυτών. Στην συνέχεια, ακολούθησε η εκμάθηση του συστήματος μέσω καταγραφής συγκεκριμένων προτύπων συμπεριφοράς, όπως η βόσκηση, το τρέξιμο, η ακινησία κ.ά., ώστε τα δεδομένα που θα λαμβάνει ο τελικός χρήστης να ανταποκρίνονται στην πραγματικότητα.
Το σύστημα έχει μέγιστη ακρίβεια αναγνώρισης της κίνησης 85% και ο δείκτης διάκρισης μεταξύ των συμπεριφορικών κλάσεων ανέρχεται σε 75%, αποτελέσματα τα οποία κρίνονται πολύ ικανοποιητικά, σύμφωνα με τη βιβιλιογραφία αλλά και τη θέση τοποθέτησης των αισθητήρων. Το έργο συνεχίζεται με τη συσχέτιση της δραστηριότητας του ζώου με ποιοτικά χαρακτηριστικά του γάλακτος.
Σύνοψη
Συνοψίζοντας, η ανάπτυξη συστημάτων κτηνοτροφίας ακριβείας διευκολύνει τη διαχείριση των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων προς όφελος της παραγωγικότητάς τους. Ιδιαίτερα, τέτοια συστήματα αναμένεται να βοηθήσουν την εκτατική κτηνοτροφία, ιδίως σε ορεινές και μειονεκτικές περιοχές και να διευκολύνουν, ταυτόχρονα, την καθημερινότητα των κτηνοτρόφων.
Βέβαια, θέματα που σχετίζονται με την εμπορικότητα, όπως το κόστος παραγωγής, θα επηρεάσουν την περαιτέρω εξέλιξη τέτοιων συστημάτων. Τέλος, τα συστήματα παραγωγής κτηνοτροφικών προϊόντων θα πρέπει πρωτίστως να είναι προσαρμοσμένα στα ίδια τα ζώα και όχι αποκλειστικά στις νέες τεχνολογίες.