Нейросетевая видеоаналитика для взвешивания поросят и других сельскохозяйственных животных

23
views

Одна из составляющих успешного откорма поросят — это наличие точных данных об изменении их веса. Без этого крайне сложно оптимизировать стратегию откорма и прогнозировать убойную массу свиней на выходе. Но до настоящего времени у свиноводческих компаний не было эффективного, и при этом доступного по цене, инструмента для получения подобной информации.

Суть проблемы и решение для ее преодоления

Главная цель откорма — получить максимальный прирост массы поросенка с минимальными затратами кормов. Безусловно, чтобы влиять на процесс, его нужно контролировать. В данном случае на первое место выходит регулярное определение прироста массы особей. Эти показатели позволят своевременно менять состав добавок корма в сторону его эффективности. Кстати, стоимость таких добавок может доходить до 30% стоимости кормовой базы.

Для оценки эффективности добавок и их корректировки свиноводческим комплексам необходимо получать информацию о точной прибавке веса в среднем по станку минимум раз в 2-3 дня.

Человек, который не связан с данной отраслью, скажет: “Так ведь можно просто взвешивать поросят с необходимой периодичностью”. Однако специалисты свиноводческих ферм прекрасно понимают, что данное решение нереалистично по ряду причин.

Во-первых, беспокойство поросят в разы уменьшает эффективность откорма. Во время стресса у поросят теряется аппетит, снижается качество их мяса, а в некоторых случаях возможна и гибель животного.

Во-вторых, с точки зрения эпидемиологической опасности в период откорма необходимо минимизировать контакт поросят с людьми.

И, в-третьих, в одном ангаре находится порядка 40-50 загонов, в каждом таком загоне — от 35 до 120 хрюшек. Если у компании 1100 подобных станков, значит одновременно в процессе откорма может находиться около 60 000 особей. Таким образом необходимо не просто создать целую инфраструктуру для взвешивания, но и сформировать отдельный штат персонала для этой цели. Говоря иначе, взвешивать поросят ручным способом не получится.

На данный момент свиноводческая промышленность выходит из данной ситуации за счет избирательного взвешивания. В процессе выборочного контроля отбирается несколько особей, а результаты взвешивания распространяются на весь загон. Этот метод по эффективности напоминает статистические опросы населения, когда погрешность с фактическими данными может оказаться существенной. Другими словами, когда поросята превратятся в хряков, руководство свинофермы может сильно удивиться реальной картинке. Например, вместо планируемых 120 кг одной свинки получится всего лишь 80 кг. С таким недовесом компания потеряет стоимость в несколько тонн свинины.

В подобной ситуации свиноводство жило десятилетиями. Но в век нейросетевых технологий многие ранее не решаемые задачи получают экономически эффективное решение.

О недостатках существующих решений на рынке

Начнем с того, что решить данную задачу пытались и пытаются многие. Известно, что один из мировых лидеров в инноватике для агрокомплексов уже презентовал оборудование и решение подобной задачи. Однако, стоимость на предложенное им оборудование европейского производства весьма высока. Сисема выдеоаналитики на основе машинногозрения позволяет значительно снизить затраты на решение данной задачи по сравнению с зарубежными аналогами.

Помимо этого есть немаловажный вопрос безопасности — где находятся сервера с обработкой данных. Расположение серверов в Голландии, Дании и т.д. в текущей действительности не совсем подходит для отечественных компаний. Более того, многие заказчики хотят решения, при которых информация не будет уходить из их айти-контура, то есть сервер должен располагаться на объекте заказчика.

Также существующие решения имеют ряд ограничений, делая оборудование крайне уязвимым к мойкам. А именно: используются стереокамеры, дополнительные датчики, которые необходимо размещать фиксировано на высоте 2,5 метра. Думаю, специалисты сразу поймут, насколько это неудобно, ведь в процессе мойки грязь летит во все стороны. Другими словами, перед каждой помывкой это оборудование необходимо снимать, отключать, а после помывки один в один монтировать его обратно. Согласитесь, не очень удобно…

Суть решения

Суть предлагаемого для данного типа задач решения следующая — камеры видят поросенка и анализируют его габариты. При этом поросенок является не статичным объектом, то есть он может бегать, лежать, поворачивать голову и так далее. То есть перед нами объекты неодинаковой геометрии. Соответственно, первый вопрос — измерить эти объекты, а второй — перевести показатели в вес. Таким образом создать весогабаритную модель, которая при заданных параметрах (плотность, ширина, высота, обхват шеи и т.д.) определяет вес объекта.

Одним из важных моментов при неинвазивном взвешивании поросят является то, что подобная массо-габаритная модель должна учитывать разницу веса отдельных поросят. Например, в один и тот же момент времени в загоне могут находиться поросята, существенно отличающихся по весу (самый большой поросенок может весить 80 кг, а самый маленький — 60).

Предлагаемое решение по неинвазивному взвешиванию поросят является по-настоящему уникальным, поэтому относится к категории коммерческой тайны и подробности в этот раз мы оставим за скобками.

К настоящему времени данная технология уже показала положительные результаты по трем циклам откорма свиней. Сразу поясним, что речь идет даже не об отдельном проекте, а о разработке технологии с нуля. При этом в процессе интеграции были учтены многие недостатки существующих решений:
  • Сохранность оборудования. Первый момент был связан с тем, чтобы обеспечить выживаемость оборудования в реальных условиях. Как мы говорили ранее, речь идет о процессе мойки, когда грязь бесконтрольно разлетается во все стороны. Камеры разместили под потолком значительно выше, чем 2,5 метра. В результате обслуживание оборудования свелось к ежегодной протирке камер.
  • Сервера на объекте заказчика. Для тестирования мы использовали собственный сервер, специально собранный под проект. При этом решение предусматривает то, что при масштабировании сервера будут находиться в локации заказчика. таким образом полностью решается вопрос ограниченности интернета на подобных объектах.
  • Приемлемая стоимость. Решение основано на SaaS-подходе. При этом стоимость абонентской платы в 2-2,5 раза ниже и номинирована она в национальной валюте.
  • Доступность отчетов. Отчеты о результатах взвешивания доступны в любой момент времени. Текущая система настроена таким образом, что отчеты формируются один раз в 2-3 дня. Но можно и каждый день смотреть прирост предыдущего дня в наглядных, удобных для анализа, графиках.
Взвешивание поросят нейросетевой аналитикой с помощтю машинного зрения происходит 12000 — 16000 раз в день. При этом на жизнедеятельность самих поросят система никак не влияет — они живут обычной жизнью.

Как быстро система может быть настроена на конкретном объекте

Ввиду того, что в настоящее время модель неинвазивного взвешивания поросят уже разработана, достаточно несколько недель с момента размещения оборудования для настройки системы под конкретный агрокомплекс.

О достигнутых результатах и точности измерений

Разумеется, первое, что важно заказчикам — насколько система дает точные результаты о весе поросят. Узнать ответ на этот вопрос можно только одним способом — взвесить поголовье после окончания цикла и сравнить данные с результатами системы.

При проверке системы необходимо, чтобы она отработала на протядении цикла откорма поросят в течение 4 месяцев. После каждого цикла происходит взвешивание каждого поросенка и определяются фактические результаты. Как показала практика, результаты взвешивания и результаты, полученные с помощью модели отличаются от фактических в 9 из 10 случаев менее, чем 3%, а в 1 из 10 — на 7%.

Отсюда следует, что видеоаналитика на основе нейронных сетей — это довольно точный эксперт в свиноводстве, способный круглосуточно отслеживать привес в каждом из сотен станков на откорме.

Когда начинать?

Свиноводство — это достаточно конкурентная отрасль. Использование данного решения — это реальная возможность для любой компании снизить себестоимость своей продукции и получить конкурентное преимущество от внедрения искусственного интеллекта.

Решение для свиноводства

Данная технология дает уникальную возможность анализировать привес поголовья, оптимизировать кормовые смеси и программы кормления, точно определять конверсию кормов. И делать все это без стрессов для животных.

Если это ваша отрасль и ваш случай, то вопрос стоит не в том, прибегать к искусственному интеллекту или нет. Вопрос стоит в том, когда вы это сделаете: до конкурентов или после. Перейти на подобную систему взвешивания придется всем, вопрос лишь в том, кто получит преимущество раньше: вы или конкуренты.

Решение для других домашних животных

Следует отметить, что указанная модель может быть разработана для других видов сельскохозяйственных животных, что расширяет спект ее применения. В среднем, создание такой модели занимает около 6 месяцев.

За более деатльной информацией обращайтесь к нам.