Inwigilacja w oborze 

Inteligentne sensory, systemy informatyczne, Internet Rzeczy, technologie chmurowe i inne cyfrowe rozwiązania zdobywają coraz szerszą popularność w branży przemysłowej, trafiają też do rolnictwa. Cyfrowe technologie z powodzeniem mogą być wykorzystane w chowie bydła. 

Dokonując ciągłego monitoringu zachowań, stanu zdrowia czy aktywności współczesnych krów mlecznych, można zminimalizować problemy związane z wykrywaniem rui, jak i z pokrywaniem zapotrzebowania krów na energię i składniki pokarmowe. Dzięki nowoczesnym technologiom cyfrowym, które umożliwiają pozyskiwanie, gromadzenie oraz analizę danych, kontrolowanie pojedynczych zwierząt w stadzie i ich dobrostanu staje się obecnie łatwiejsze i bardziej efektywne. Pozyskane informacje umożliwiają określenie potencjalnych problemów lub chorób zwierząt na wczesnym etapie, pozwalając rolnikowi podejmować w czasie rzeczywistym decyzje mające na celu zwiększenie produktywności działalności hodowlanej.

Monitorowanie aktywności

Monitorowanie przeżuwania jest jednym z najlepszych sposobów oceny i utrzymania zdrowia bydła. Podczas gdy regularne i stałe przeżuwanie wynoszące 500 (+100) minut dziennie wskazuje na zdrowe i szczęśliwe krowy, obniżony poziom przeżuwania wskazuje na problem z funkcjonowaniem lub zdrowiem zwierzęcia. Zmiana przeżuwania może służyć jako bardzo wczesny wskaźnik początku problemów metabolicznych laktacji oraz jako wczesny wskaźnik chorób, takich jak mastitis (zapalenia).

Pierwsze urządzenia wykorzystywane w monitorowaniu przeżuwania były zakładane na pysk krowy i wykorzystywały przetworniki ciśnienia lub przełączniki elektryczne. Reagowały one na otwarcie pyska i ruch żuchwą. Współczesne metody badań przeżuwania wykorzystują sensory akustyczne. Czujnik zawiera mikrofon, który wykrywa odgłosy przeżuwania paszy przez krowę. Jest on mocowany na kołnierzu na szyi krowy lub uchu. Jak się okazuje ucho krowy wykazuje bardzo charakterystyczny i powtarzający się wzór ruchu podczas przeżuwania. Takie czujniki mogą być zintegrowane z akcelerometrem trójosiowym, który wykrywa ruchy i mierzy przyspieszenia, co umożliwia identyfikowanie ruchu krowy, np. unoszenia i opuszczania łba. W ten sposób można mierzyć aktywność zwierzęcia.

Wykrywanie rui pedometrami

Pomiar aktywności ruchowej w fazie przedrujowej, która wzrasta wtedy dwu-, a nawet czterokrotnie, jest najbardziej popularnym i najszerzej stosowanym sposobem wykrywania rui w dużych stadach. Urządzenia zwane pedometrami w starszych wersjach dokonywały pomiaru ilości kroków, na podstawie czego szacowano okres wystąpienia rui. Obecnie urządzenia te dokonują monitoringu zwierzęcia na większej liczbie punktów pomiarowych. Pozyskane dane są wysyłane do serwera, który może znajdować się w chmurze obliczeniowej. Specjalne oprogramowanie na podstawie posiadanych i otrzymanych danych wylicza dla każdego zwierzęcia średnią aktywność ruchową. System monitoruje czas, przez który krowy stoją, leżą lub chodzą. Mierzona jest także liczba kroków oraz częstotliwość wstania zwierzęcia.

Dla każdej krowy system wylicza średnią aktywność. Następnie dla każdego zwierzęcia indywidualnie określana jest wartość progowa do uruchomienia systemu alarmowego. Jeżeli schemat zachowania zwierzęcia jest inny niż przez ostatnie 10 dni, system wysyła alerty w postaci SMS-u lub powiadomienia e-mailowe przesyłane na smartfona rolnika, do inseminatora lub weterynarza. Dane uzyskane z pedometrów mogą być także integrowane z danymi pozyskanymi z innych systemów w oborze.

Sensory monitorujące 

Cennych informacji dotyczących zdrowia układu pokarmowego zwierzęcia dostarczają pomiary pH i temperatury w żwaczu krowy. Takie dane można pozyskać z doustnego bolusa, który umieszczany jest w żwaczu i który pozostaje wewnątrz krowy przez całe życie. Na podstawie temperatury można zawczasu identyfikować choroby zakaźne, które przy wczesnej interwencji mogą zostać szybko wyleczone. Uzyskane z bolusa pomiary w połączeniu z aktywnością ruchową pozwalają prognozować również ruję. Tym bardziej że bolusy mogą być wyposażone w czujnik żyroskopowy, który pozwala na śledzenie aktywności zwierzęcia. 

Sensory monitorujące przeżuwanie, aktywność ruchową i pH w żwaczu zawierają baterię, pamięć wewnętrzną oraz nadajnik, który umożliwia przesyłanie danych dotyczących przeżuwania drogą radiową do odbiornika, jakim może być ruter przekazujący dane do chmury obliczeniowej. 

Bezpośrednia obserwacja krów przez hodowcę jest nieoceniona, gdyż własnymi oczami widzi on znacznie więcej niż tylko kondycję zwierząt. Niemniej zastosowanie czujników umożliwia monitoring całodobowy, a zarazem zapisywanie danych, które potem można analizować. 

Czipowanie w technologii RFID

Przydatną w monitorowaniu krów i innych zwierząt jest technologia RFID (ang. Radio-Frequency Identification). Tagi RFID, zwane także chipami, to emitujące fale radiowe urządzenia, które stają się coraz bardziej powszechne w branży przemysłowej, jak również trafiają do rolnictwa. Stosowany w hodowli krów tag RFID ma postać kolczyka lub może to być transponder zawieszany na szyi sztuki hodowlanej. Każdemu oznakowanemu zwierzęciu przypisany jest unikalny numer identyfikacyjny. Dzięki temu podczas odczytu chipa za pomocą czytnika stacjonarnego lub mobilnego można zidentyfikować poszczególne sztuki zwierząt, jak również z bazy specjalnego oprogramowania do zarzadzania stadem pozyskać wszelakie dane na temat stanu zdrowotnego, kondycji i wydajności krowy. 

Tagi RFID okazują swoją funkcjonalność w stosunku do tradycyjnych kolczyków z numerem zwierzęcia, których odczytywanie jest czasochłonne i może generować błędną interpretację. Chipy mają szerokie zastosowanie w systemach bramkowych w oborze, poprzez które krowy docierają do stanowisk paszowych czy robota udojowego. 

Dane zebrane z czytników w czasie rzeczywistym przesyłane są do programów do zarządzania stadem, które coraz częściej dostępne są w chmurze. Dzięki temu dostęp do danych rolnik ma poprzez laptop, smartfon lub tablet podłączony do Internetu. Za pomocą systemu RFID lokalizacja poszczególnych zwierząt odbywa się w czasie rzeczywistym.

Przechowywanie danych w chmurze

Zarówno dane pozyskane z czujników, jak i odczyty z tagów RFID przekazywane są do programów, które coraz częściej możliwe są do odczytania w chmurze obliczeniowej. Dzięki temu dostęp do programu do zarządzania stadem rolnik ma poprzez urządzenia obsługujące przeglądarkę internetową, w tym smartfon lub tablet. Pozyskane z czujników dane rolnik może przeglądać zarówno w gospodarstwie, jak i poza nim. Z danych zawartych w chmurze mogą korzystać upoważnieni weterynarze lub doradcy żywieniowi, którzy na tej podstawie udzielają zdalnych porad. 

Tekst: dr inż. Jacek Skudlarski, SGGW w Warszawie

Zdjęcia: Jacek Skudlarski, firmowe