Коровные узы: электронная капсула повысит надои молока на фермах
В Москве запустили производство инновационных систем, которые позволят в режиме реального времени следить за состоянием здоровья и двигательной активностью крупного рогатого скота. Речь идет о специальной миниатюрной капсуле, помещаемой в желудок животного. Она непрерывно, с помощью системы электрохимических и механических датчиков передает информацию о состоянии нервной системы животного и ряде других параметров оператору через облачный сервис. Использование технологии уже привело к росту надоев молока минимум на 15%. Удалось повысить и общий уровень здоровья животных, уверяют разработчики. Эксперты считают систему перспективной, однако пока к ней есть ряд вопросов.
Скот доступа
На площадке Зеленоградского инновационно-технологического комплекса начато производство имплантируемых систем мониторинга здоровья для крупного рогатого скота. Разработка станет первой подобной в России, ее внедрение поможет значительно увеличить надои коров, уверяют ее создатели.
Принцип функционирования системы основан на действии 200-граммовой капсулы (болюса), которая помещается в желудок животного. Болюс изготовлен из биосовместимого полимера и начинен различными электрохимическими и электромеханическими датчиками. На протяжении всего периода молочной активности коровы, который длится около четырех лет, болюсы будут информировать специалистов о температуре в желудке, уровне pH и двигательной активности животного.
Как рассказал директор инжинирингового центра на базе Московского института электронной техники (МИЭТ) Сергей Меркулов, качество измерений отечественного болюса находится на уровне мировых аналогов. Создание болюса и сопровождающей аппаратуры начали сотрудники инжинирингового центра на базе МИЭТ еще в 2018 году. За это время было разработано собственное программное обеспечение, подобран оптимальный состав полимера оболочки, максимально совместимого с организмом животного, проработаны алгоритмы обработки и корректной интерпретации получаемой информации.
— Выпуск первой промышленной партии систем мониторинга был запланирован на 2022 год, но мы столкнулись с нерешенной на тот момент проблемой слишком высокого энергопотребления датчиков, — рассказал Сергей Меркулов. — Ввиду ограниченного объема и особенностей компоновки в качестве элемента питания могла использоваться батарейка формфактора «А», ресурса которой хватало бы лишь на полгода — максимум год работы. Наши инженеры провели очень серьезную работу по снижению энергопотребления болюса, и сейчас можно уверенно сказать, что капсула будет служить на протяжении всего периода молочной активности коровы.
По его словам, во время испытаний новой системы мониторинга была установлена устойчивая динамика роста надоев молока минимум на 15%, при этом годовой период молочной активности животных возрастает в среднем на 20 дней. Дополнительно повышается общий уровень здоровья животных. Это можно назвать ощутимым результатом как с точки зрения производства, так и с точки зрения финансов и устойчивого развития хозяйства, отметил Сергей Меркулов.
Коровы в облаках
Программное обеспечение на основе данных с болюса может оценить состояние нервной системы и другие параметры, а также предварительно диагностировать целый ряд инфекционных и паразитарных заболеваний. Информация сразу передается оператору системы через облачный сервис, совместимый как с центральной компьютерной станцией, так и с соответствующим мобильным приложением.
К оцениваемым параметрам относятся и такие важные биологические процессы животного, как отёл и половая охота. Обнаружение этих процессов позволяет осуществлять осеменение в наиболее благоприятное для коровы время, что способствует высокой вероятности оплодотворения и позволяет не прибегать к использованию гормонов. Это в целом повышает эффективность работы фермы, рассказали разработчики.
Интенсивность животноводства и внедрение новых технологий при разведении крупного рогатого скота делают актуальность этой разработки несомненной, рассказал «Известиям» доцент департамента ветеринарной медицины аграрно-технологического института РУДН имени П. Лумумбы Роман Рогов.
— В результате своевременно полученной информации о состоянии животного можно быстро оценить ситуацию и предпринять необходимые меры на ранних стадиях развития заболевания, еще до проявление клинических признаков. Это позволит снизить затраты и время на лечение, трудозатраты и позволит предотвратить распространение возможного заболевания по всему стаду, — рассказал специалист.
А измерение уровня pH поможет оптимизировать процесс кормления и предотвратить развитие субклинического и клинического ацидоза (SARA). В целом постоянный контроль и мониторинг здоровья крупного рогатого скота, и быстрое вмешательство позволит повысить продуктивность и снизить выбраковку животных, считает Роман Рогов.
— Однако к технологии есть ряд вопросов, один из них — это финансовая составляющая данного нововведения. Возможное получение ложных данных из-за неправильной интерпретации показателей или сбоя в работе системы передачи показателей, — отметил эксперт.
Исследование представляет интерес, но для контроля всех перечисленных параметров в настоящее время используются внешние датчики, а также видеоанализ, рассказал доцент кафедры автоматики и процессов управления СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дмитрий Каплун.
— Есть также вопрос к испытаниям системы. Авторы пишут про ее работоспособность в течение четырех лет, однако приводят данные о том, что они столкнулись с проблемой только в 2022 году. Соответственно, можно сделать вывод, что в условиях реальной фермы ресурс работы системы не был проверен. Если говорить про альтернативные подходы к решению данных задач, то в пример можно привести СПбГЭТУ «ЛЭТИ», где также проводятся исследования, связанные с анализом поведения и параметров здоровья крупного рогатого скота. Однако мы используем неинвазивные методы, которые не оказывают никакого влияния на животных, на основе видеоанализа и технологии компьютерного зрения, что позволяет оперативно определять малейшие отклонения в поведении животных и сигнализировать об этом, — сказал эксперт.
По словам самих разработчиков болюса, экономический эффект от применения внедряемой в организм животных системы мониторинга потребителями был оценен довольно быстро. К настоящему времени интерес к закупкам выразили агропромышленные предприятия Татарстана, Ленинградской и Свердловской областей, других регионов.
