Tell Tail Signs: технология обработки изображения выявляет признаки кусания хвостов у свиней на ранней стадии

Проблема: предсказать непредсказуемое

Одной из основных проблем, связанных с кусанием хвостов является то, что проявление такого поведения непредсказуемо и появляется обычно без какой-либо явной причины. Купирование хвоста в возрасте до 7 дней является одним из методов, широко используемым для сокращения риска кусания хвоста при взрослении поросят, однако, к данной практике следует прибегать в качестве последнего способа после внедрения других практик, способствующих снижению риска кусания хвостов, т.е. предоставление достаточного количества места и питательных веществ. Купирование хвоста – нежелательное увечье; оно болезненно для поросят и не искореняет проблему. Купирование хвоста на регулярной основе запрещено в ЕС на протяжении почти 25 лет на основе решения о благополучии свиней (Решение 91/630/EEC) с поправками от 1994г., включившими это правило и последующие обновления о запрете купирования хвостов на регулярной основе. Несмотря на эти нормы, свыше 70% поросят в ЕС купируют хвосты. Фермеры не хотят рисковать и оставлять хвосты, частично из-за непредсказуемой природы появления кусания хвостов. Тем не менее, недавние исследования показывают

Каковы ранние признаки кусания хвостов?

Существуют различные исследования, изучающие поведение свиней, ведущие к случаям кусания хвостов. Повышение активности и внимания к хвостам, хвост опускается – все это поведенческие признаки, наблюдаемые перед вспышкой. Наше исследование, проведенное в SRUC, было нацелено на изменения в положении хвоста как потенциальный индикатор для дальнейшего изучения. Мы записывали свиней 24 часа в сутки в период отъем-доращивание для постоянного наблюдения изменений положения хвоста. 23 различные группы (примерно 27 свиней в каждой группе) выращивались с некупированными хвостами в условиях интенсивного содержания. В 15 группах появились случаи кусания хвостов, в 8 этого не произошло. В группах с кусанием хвостов положение хвостов менялось, было меньше закрученных хвостов и больше опущенных и поджатых по сравнению с группами, где данные случаи отсутствовали (контрольные). В тех группах, где произошло кусание хвостов, за неделю до этого наблюдались существенные изменения в положении хвостов – количество поджатых хвостов увеличилось с 15% до 20-25% за день до вспышки. Это показывает, что положение хвоста имеет потенциал для обнаружения вспышки кусания хвостов на ранней стадии, но легко ли наблюдать за этим на ферме?

Глобально, свиноводство, как и другие сектора животноводства, стало более интегрированным, увеличивая производство без параллельного увеличения персонала. Это означает, что пропорция количество человек/животное не обязательно приходится в пользу животного, когда дело касается индивидуального мониторинга. Исследование, проведенное на средних и крупных свинокомплексах в Нидерландах показали, что на осмотр одной свиньи на крупной ферме фермер тратит (в среднем) 5 секунд в день, а на самой крупной из исследуемых ферм (10 000 свиней) в среднем <1 секунды в день (Университет HAS). Поэтому для персонала размах изменений, наблюдаемых в положении хвоста в группах, где произошла вспышка кусания хвостов, не так легко заметить при подобных краткосрочных осмотрах. Продолжающееся наблюдение за животными с помощью инструмента Точное Животноводство (Precision Livestock Farming (PLF)) является одним из рассматриваемых нами способов автоматического выявления изменений положения хвоста.

Автоматическое выявление поведения

PLF использует различные сенсорные технологии для сбора данных о животных, группах животных или зданиях. Затем алгоритмы транслируют эту информацию в то, что для фермера имеет значение (н-р, ключевые показатели, индикаторы здоровья и благополучия). Путем постоянного сбора информации об отдельных животных или группах, алгоритмы могут выявить, когда наступает отклонения от нормального поведения. Выявление этих изменений раньше, чем при обычном визуальном мониторинге является ключевым фактором использования данной технологии. В случае кусания хвостов, чем раньше можно предсказать потенциальную вспышку, тем легче будет для фермера ее предотвратить.

Для нашего проекта мы использовали 3D камеры (технология измерения времени распространения волн) для автоматического измерения того находятся ли хвост в закрученном состоянии или опущен. Данная технология используется для измерения веса свиней, а наши партнеры адаптировали алгоритм для выявления положения хвоста. Работа данной концепции была продемонстрирована на одной из наших исследовательских ферм, 3D данные от групп свиней со вспышками кусания хвостов показали, что доля опущенных хвостов выросла перед вспышкой и снизилась после вспышки.

Доверие технологиям

Мы хотели дополнительно подтвердить технологию, поэтому проверили 926 случаев положения хвоста в 3D на видео записях. Алгоритмы смогли выявить поджатые хвосты с 74% точностью. Мы пришли к выводу, что технология с использованием 3D камеры может автоматически выявлять разницу в положении хвоста. В дальнейшем мы оптимизируем эти алгоритмы для тестирования технологии на различных фермах и при разной длине хвоста и развитие автоматической системы выявления, которая может предупредить фермеров о предстоящей вспышке (проект TailTech).

Выводы

Надежные поведенческие индикаторы появления вспышки предоставляют фермерам инструменты для снижения риска появления вспышки в ключевой момент (н-р, предоставление дополнительных питательных веществ), таким образом предотвращая боль и стресс от укусов. Проект также нацелен на сокращение необходимости купирования хвостов, таким образом решая проблемы благополучия животных и этические вопросы. Снижение количества случаев кусания хвостов сокращает риск отбраковки туши на убойном цеху, а также сокращение ветеринарных затрат и затрат на рабочую силу на ферме. Травмы хвоста и последующие вторичные инфекции лечатся на ферме антибиотиками, и сокращение в данном случае поможет решить проблему нарастающего беспокойства касательно резистентности к противомикробным препаратам у людей.