تعریف هوش مصنوعی و سیستم کنترل هوشمند در مرغداری
به‌طور کل در تعریف هوش مصنوعی در ساده‌ترین صورت می‌توان گفت که ترکیب علوم کامپیوتر و مجموعه اطلاعات است تا ماشین‌ها را قادر به انجام وظایف و حل مشکلاتی معادل هوش انسان کند. برنامه‌نویسی هوش مصنوعی بر پایه الگوریتم‌های است که داده‌ها را تجزیه و تحلیل و پیش‌بینی می‌کند.
پیشرفتهای هوش مصنوعی جنبه‌های مختلفی دارد، از جمله یادگیری ماشینی، یادگیری عمیق، پردازش زبان طبیعی (NLP)، روباتیک و غیره. هوش مصنوعی در صنعت طیور به رفع چالش‌ها، بهبود کارایی کشاورزی و در نهایت به حداکثر رساندن سود کمک می‌کند. حال سوالی که در اینجا مطرح می‌شود این است که آخرین نوآوری‌ها در پرورش طیور چیست و هوش مصنوعی چگونه در اتوماسیون مرغداری به تولیدکنندگان کمک می‌کند؟
• ایجاد رفاه حیوانات و در نتیجه بالا بردن کارایی تولید، و بهبود اثرات زیست محیطی
• شناسایی وزن طیور با دقت بالا
• نظارت و کنترل با سیستم دامپروری دقیق (Precision Livestock Farming) یا PLF از سیستم هوش مصنوعی
• بهینه سازی و خودکارسازی فرآیند پرورش طیور در بخش‌های همچون درجه‌بندی تخم مرغ، شناسایی جنین زنده، کنترل شرایط جوجهکشی، پیش‌بینی احتمال جوجه‌آوری تخم‌ها
• صرفه جویی در منابع انرژی
Precision livestock farming یا همان کشاورزی دقیق دام مجموعه‌ای از ابزار و روش‌های الکترونیکی است که برای مدیریت حیوانات مزرعه استفاده می‌شود. PLF شامل نظارت خودکار حیوانات برای بهبود تولید، تولیدمثل، رفاه و تأثیر آنها بر محیط زیست است.
PLF حیوانات بزرگ مانند گاو “به ازای هر حیوان” ردیابی می‌شود. اما برای حیوانات کوچک، همچون طیور، “به ازای هرگله ردیابی” می‌شود. این روش در گله جوجه‌های گوشتی کاربرد دارد.
استفاده از پتاسیل کامل هوش مصنوعی در مرغداری
به غیر از نرم‌افزار، PLF با استفاده از ابزاری همچون دوربین‌ها، میکروفون‌ها، سنسورها و اسکنرها که فرآیند کنترل و کیفیت و جمع آوری اطلاعات را می‌توان اتومات کرد. این ابزارها شرایط، تغذیه و واکنش حیوانات را رصد می‌کند و همزمان وقایع ناگهانی را تشخیص می‌دهد. این هشدارها به همراه داده‌ها به تولید مرغ بهتر کمک می‌کند.
شناسایی طیور مبتنی بر هوش مصنوعی
سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی مجهز به بینایی کامپیوتری می‌تواند بارکدها یا سایر علائم شناسایی را اسکن و به طور خودکار هر پرنده را شناسایی کند. به این ترتیب، کارکنان مرغداری به تاریخچه روند رشد پرندگان دسترسی دارند، چرا که تمام داده‌ها در پروفایل پیوست شده است.
سیستم توزین هوشمند در مرغداری هوشمند
توزین یکی از مواردی است که اصولا به طیور استرس وارد می‌کند. با این حال مرغداران همیشه وزن گله را برای بررسی روند رشد اندازه‌گیری می‌کنند. با سیستم توزین خودکار مرغ که از طریق دوربین‌ها پشتیبانی می‌شود، می‌توان اینکار را غیرمستقیم انجام داد. این دوربین‌ها مجهز به حسگرهای حساسی است که می‌توانند، وزن دقیق طیور را بسیار آسان به شما گزارش دهد. اطلاعات پردازش شده، در یک پایگاه داده ذخیره می‌شود. این اطلاعات شامل مواردی از جمله وزن، سلامت و ردیابی یکنواختی وزن گله را شامل می‌شود. از فواید این سیستم خودکار توزین هوشمند در مرغداری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- وزن نمونه با سرعت بالا و تعداد بالا (High Speed & Large Sample Size Weighing): دوربین‌های سه بعدی مجهز به ترازو مرغ (3D vision chicken scale cameras) جوجه‌ها را با سرعت و تعداد جامعه آماری بالا وزن می‌کند. با قابلیت وزن کردن جوجه‌ها به‌طور همزمان، مرغداران می‌توانند رشد گله خود را به‌طور دقیق و کارآمد زیر نظر داشته باشند.
- جمع‌آوری داده‌ها به‌طور خودکار: برخلاف سیستم سنتی، این دوربین‌ها را می‌توان به نرم‌افزارهای مدیریت مرغداری متصل کرد. در نتیجه این سیستم یکپارچه نیاز به ثبت دستی سوابق و خطاهای انسانی را از بین برده می‌برد. در واقع با خودکارسازی داده‌ها در زمان مرغداران صرفه جویی، هزینه نیروی کار کاهش و دقت داده‌ها افزایش می‌یابد.
- افزایش بهره‌وری و عملکرد گله: همچنین با کاهش استرس پرندگان در هنگام وزن گیری، سلامت و رفاه طیور افزایش می‌یابد. این مسئله در عملکرد بهتر گله بسیار تاثیرگذار خواهد بود. حفظ سلامت و رفاه طیور برابر با عملکرد بهتر گله و درنتیجه سودآوری بیشتر گله خواهد بود.
پایش رفاه طیور با هوش مصنوعی و تشخیص شرایط بحرانی مرغ در مرغداری هوشمند
اهمیت روزافزون هوش مصنوعی در صنعت طیور در سال‌های اخیر به ویژه در دوره پس از همه‌گیری افزایش یافته است. صنعت مرغداری جهانی به عنوان یکی از موارد بسیار مهم در اقتصاد جهانی و شاخص‌های تنظیم‌کننده جهانی گرسنگی، در طول شیوع کووید، هم در کشورهای توسعه‌یافته و هم در کشورهای در حال توسعه دچار بحران و چالش شدید شده است. این اختلالات شامل در زنجیره تامین، سیاست‌های قرنطینه، نوسانات قیمت مواد غذایی و کاهش منابع خوراک قرار گرفت که منجر به افزایش ناگهانی قیمت طیور و محصولات دامی شد که باعث اختلاف قابل توجهی بین تقاضا و عرضه شد.
هوش مصنوعی یکی از مواردی است در چنین پندمی‌های می‌تواند موثر باشد. هوش مصنوعی با افزایش کارایی عملیاتی و جلوگیری از چالش‌های غیرقابل پیش‌بینی با جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌ها است. افزایش علاقه به پذیرش هوش مصنوعی در پرورش و تجارت طیور، دربسیاری از کشورها، به خصوص اروپا و ایالات متحده، اجرای شیوه‌های کشاورزی مبتنی بر اتوماسیون بیش از هر زمان دیگری تنظیم و بدون ریسک شده است.
بررسی الگوهای فعالیت، تحرک و تجزیه و تحلیل وضعیت مرغ با هوش مصنوعی
از موارد دیگری که به مرغداران برای ایجاد رفاه بیشتر مرغ کمک می‌کند، بررسی رفتار طیور است. بدون استفاده از ابزار تکنولوژی جدید، این کار با توجه به تعداد جوجه‌ها بسیا چالش برانگیز است. اما دوربین‌های مجهز با هوش مصنوعی اینکار را به سادگی انجام می‌دهند.
به این سیستم تصاویر وضعیت‌ها و حرکات صحیح مرغ داده شده است، تا بتواند ناهنجاری‌ها را شناسایی و به مسائل بهداشتی یا رفتاری خاص مرتبط کند. بطور مثال زمانی که مرغ‌ها شروع به همخواری (cannibalistic) کنند، به محض ثبت توسط دوربین، به مرغدار هشدار می‌دهد. این مشکل که در مرغداری‌ها رایج است، به روش سنتی به سختی حل می‌شود.اما با دید کامپیوتری سریعا می‌توان مشکل حل و از تلفات جلوگیری کرد.
پایش استرس گرمایی مرغ با آنالیز دما توسط سیستم‌های هوشمند
همانطور که می‌دانید از عوامل بسیار مهم در مرغداری کنترل دمای سالن است. چه گرمایی زیاد و چه سرمایی خسارت‌های جبران ناپذیری را برای گله به دنبال خواهد داشت. از همین جهت کنترل نوسانات و تغییر دما با استفاده از دماسنج و سنسورهای حساس امری بسیار مهم و ضروری است. سیستم‌های جمع‌آوری داده، هنگام عبور از دماهای ناهنجار برای طیور، بطور خودکار واکنش نشان می‌دهد، یعنی تهویه مطبوع و تهویه‌ها را روشن یا خاموش می‌کند.
نظارت بر رفتار و عملکرد مرغ و تشخیص شرایط بحرانی با سیستم هوش مصنوعی
اگر رسیدگی‌ها در زمینه آب و خوراک طیور به درستی صورت نگیرید، عواقب بزرگی برای گله به دنبال خواهد داشت. مشکلاتی همچون مسائل بهداشتی و رفتاری در مرغ است. با جمع‌آوری داده‌ها در هر لحظه، سیستم هوش مصنوعی مجهز به حسگرهای وزنی، می‌تواند هشدارهای اولیه را پس از هرگونه انحراف از معیار به شما یادآوری کند.
همچنین با جمع‌آوری داده‌های موجود متخصصین ممکن است، بین تغییرات محیطی و الگوهای تغذیه آب و غذا روابطی همبسته پیدا کنند. روابطی که شیوه‌های رفاهی بیشتری را برای طیور در مرغداری به دنبال خواهد داشت. بطور مثال آنها پرندگان را که بیشتر از دیگر جوجه‌ها غذا مصرف می‌کنند را به راحتی ردیابی کرده و دلایل را شناسایی می‌کنند.
تشخیص بیماری طیور با ربات در مرغداری هوشمند
سیستم‌های مجهز به هوش مصنوعی رفتارهای مربوط به طیور را به موقع تشخیص و به مرغداران هشدار می‌دهند. با کمک حسگرهای هوشمند داده‌های مرتبط با بیماری‌ها و مسائل مربوط به ایمنی مواد غذایی را می‌توان جمع آوری و با هوش مصنوعی آنها را طبقه‌بندی کرد. با این روش پاتوژن‌های نامطلوب سریعا شناسایی می‌شوند. یک بیوسنسور دقیق و قوی حضور پاتوژن‌های بالقوه ویروسی و باکتریایی را در هوا و مدفوع سریعا تشخیص داده و مداخلات لازم را انجام دهد. در سیستم‌های هوشمند مدفوع مرغ تجزیه و تحلیل شده و یا نمونه به دست آمده را بررسی و نتایج آنالیز را برای هر گونه ناهنجاری در میکروبیوتای مرغ اسکن می‌نماید.
همچنین علائم و نشانه‌های بیماری در پرندگان با نظارت بر آنها سریعا شناسایی می‌شود. تشخیص علائم پنهان بیماری، در جلوگیری از شیوع بیماری می‌تواند موثر باشد. در تجربیات استفاده شده از این روش نشان داده که هوش مصنوعی توانسته شیوع احتمالی بیماری را قبل از وقوع پیش‌بینی کند. همچنین داده‌های موجود در استفاده از این روش نشان داده که هوش مصنوعی توانسته ناقل بیماری را ردیابی، نحوه انتقال و سایر الگوها را تشخیص و با دارا بودن قابلیت‌های هشدار اولیه هوش مصنوعی از شیوع بیماری در آینده جلوگیری کند. در مرغداری‌های مجهز به هوش مصنوعی فضاهای تفکیک شده‌ای وجود دارد که ربات‌ها می‌توانند در تماس نزدیک با پرندگان قرار گیرند.
زمانی که این ربات‌ها بیماری یا عفونت پاتوژن در طیور را شناسایی می‌کنند، سیستم رباتیک به سرعت وارد عمل شده و مداخلات لازم را اعمال می‌کند. ابتدا پرنده آلوده یا بیمار یا حتی گروهی از طیور از گله جدا می‌شوند.
چشم‌انداز پایدار (Sustainability Perspective)، مزارع پرورش طیور می‌توانند با تکنولوژی کیفیت متریال و مواد مغذی گرفته شده از پسماندها را بالا برد. این مواد شامل جاذب پیشرفته برای جذب آمونیاک محیط مرغداری یا بیوراکتورها (bioreactor) برای حذف دگر شکل‌های فسفر از بستر مرغ است.
کنترل و نظارت بر صدای مرغ در مرغداری هوشمند
از متغیرهای دیگری که در پروش طیور مهم است، صدای پرندگان است. صدای طیور راهنمای بسیار خوبی برای شناسایی سلامت گله و مسائل رفتاری آنها است.
سیستم تشخیص صدا بر مبنی هوش مصنوعی با روش SSL می‌تواند ناهنجاری‌ها را شناسایی کرده و اخطارهای لازم را به مرغدار صادر می‌کند. این سیستم‌های هوش مصنوعی بنا بر الگوهای که برای آنها ضبط شده است، الگوهای که انحراف دارند را شناسایی و تجزیه و تحلیل می‌کنند.
تشخیص جنین در سیستم هچ با سیستم هوشمند
مرغداران با استفاده از ماشین لرنینگ (Machine Learning) و سیستم‌های مجهز به هوش مصنوعی، توانایی تشخیص تخم بارور را از تخم‌های نابارور پیدا می‌کنند. اینکار کمک می‌کند تا به جای هدر رفتن وقت و انرژی برای تخم‌های نابارور، استفاده دقیق‌تری از منابع موجود در جوجهکشی شود.
شکاف‌های تکنولوژیکی بین وضعیت فعلی و آینده پیش بینی شده
در سال‌های اخیر استفاده از رباط‌ها در مرغداری‌ها افزایش یافته است. در این بین می‌توان به ربات‌های جمع‌آوری تخم‌مرغ، ربات‌های ضدعفونی کننده اشاره کرد. در باب بیماری‌ها و اطمینان از کیفیت و ایمنی غذا نیاز به حسگرهای بیوشیمایی کم هزینه با تشخیص سریع و دقیق پاتوژن‌ها و ویروس‌ها نیاز است. در روش‌های امروزی برای تشخیص کرونا از روش‌های همچون جداسازی ویروس، آزمایش فوری RT-PCR (Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction) و سنجش ایمنی ژن استفاده می‌شود؛ دارای مشکلاتی است. اول اینکه این آزمایش‌ها را فقط در آزمایشگاه دامپزشکی می‌توان انجام داد و تجهیزات آن گران است. همچنین سنجش ایمنی جذب آنتی ژن (antigen capture immunoassays)، حتی اگر سریعتر از بقیه روش‌ها باشد، پرهزینه و غیرحساس است. به همین دلیل در مدل مبتنی بر هوش مصنوعی باید داده‌های زیادی جمع‌آوری شود. داده‌های مبنی بر نشانه‌ها و علائم بیماری، همچون خِرخِر، بی‌حالی، چشمان بسته و غیره. به همین دلیل در کنار دادن داده‌های زیاد به ربات برای تشخیص علائم و بیماری‌ها ربات همچنین باید بتواند با تمامی طیور از نزدیک در ارتباط باشد. در همین راستا باید مسیر حرکت ربات به گونه‌ای باشد، که ربات بتواند سلامتی تک تک پرندگان و علائم بیماری را در مرغ بررسی کند.
چرا مرغداران تجهیزات مرغداری تمام اتوماتیک را انتخاب می‌کنند؟
استفاده از سیستم‌های مدرن و هوش مصنوعی هزینه زمان، مالی و منابع مادی صرفه‌جویی می‌کند. بسیاری از این تجهیزات در بازار موجود است و به مرغداران کمک می‌کند. ورودی تجهیزات مرغداری اتوماتیک در بازار نه تنها کنترل اتوماسیون را افزایش می‌دهد، بلکه راندمان تولید را نیز بهبود می‌بخشد.
تجهیزات خودکار پرورش طیور شامل چه چیزهای می‌شود؟
تجهیزات پرورش عمدتا از سیستم قفس باتری، سیستم آب آشامیدنی خودکار، سیستم تغذیه خودکار، سیستم جمع آوری تخم مرغ، سیستم تمیز کردن کود خودکار، سیستم کنترل محیطی خودکار و غیره تشکیل شده است. همچنین برخی از محاسبات پرورش مرغ که در طول دوره پرورش مهم است را انجام می‌دهد.
هوش مصنوعی در صنعت طیور چگونه می‌تواند به بازگشت هزینه‌ها کمک کند؟
از دیگر فواید سیستم‌های نوین، کنترل بیماری‌ها و بقایای دارو است که پایه و اساس تحقق الزامات بهداشتی و ایمنی طیور است. هوش مصنوعی با تشخیص سریع بیماری‌ها، کنترل آب و دان مرغ، بررسی دما و شرایط محیطی و … کمک زیادی در بهینه سازی و عملکرد گله مرغ می‌کند. همچنین با توجه به کمک بسیار زیاد و لحظه‌ای در امور مختلف کمک زیادی به پرسنل مرغداری خواهد کرد.
منبع:
