1、图像处理
图像处理是指利用计算机算法从图像和录像中提取有用的信息。
算法、相机和计算机是图像采集和处理系统的三个主要组成部分。智能禽类管理中的图像处理已被用于监测禽类行为,这些行为是动物福利和健康的指标。例子包括测量活动水平、步态评分和自然行为的表达(例如:,进食,饮水,觅食,栖息和沙浴)使用图像处理。
传统上,动物行为是通过人类观察来监测的,这种观察是主观的、费力的、耗时的。此外,人类观察需要训练有素的人员,而且只有在监测一小部分鸡群时才可行。
然而,一个图像收集和处理系统,能够客观、高效、持续地监测行为.这是一种具有成本效益的实时监测大量鸡群的工具。该成像系统已被用作一种研究工具,以检测各种家禽福利问题,例如灼伤。 2018 )、脚垫皮炎(费尔南德斯等人) 2018 ),以及跛足(西尔维拉等人。 2017 ).
近年来,除了常规的二维相机外,3d和热相机也被使用。除了长度和宽度尺寸外,3D相机还可以在图像中记录深度感知,以模拟人的双目视觉。深度信息可用于跛行检测(艾丁) 2017 )和体重估计(刘等人。 2021 )。热相机检测物体的红外辐射,并将其转换成储存在热图像中的温度数据。这些相机被用来评估家禽的羽毛状况(赵等人)。 2013 ),检测房屋裂缝(坎贝尔等人。 2009 ),并评估禽舍冷却系统的影响(邓洛普和姆考利) 2021 ).
2、音频分析
有经验的农场主可以通过聆听他们的声音来告诉家禽的健康状况,这些声音含有有助于早期发现家禽疾病和压力的有用信息。在智能家禽管理中,疾病的早期检测是音频分析的主要应用之一。
目前,确定禽类疾病的迹象完全依靠蛋农在每日鸡群检查期间的观察。由于其他的杂务,家禽饲养者可能只会在有限的时间里检查鸡群,并可能忽略疾病爆发的早期迹象。因此,迫切需要能够持续监测和检测家禽疾病的实时技术。
就像人类一样,动物的声音可以反映出与疾病和压力相关的生理和情绪变化(Lee等人)。 2015 )。生病或有压力的动物可能会发出象征性的/异常的声音,例如对患有呼吸系统疾病的鸡咳嗽和打喷嚏,以及在热压力下的喘息。因此,音频分析可能是一种可行的检测禽类疾病和压力源的技术。
禽类的其他声音,如禽类行为产生的声音(打架、取食、洗澡等。)及机械系统(风扇、送料系统等。),也可用于农场管理(艾丁等人)。 2015 ).
到目前为止,还没有商业性的家禽音频分析系统。但这项技术在猪呼吸道疾病的检测方面具有很强的潜力。话筒悬停在猪上方大约2米处,以不断检测到猪群发出的咳嗽声。一旦咳嗽的次数超过预定的阈值,就可以向农民发出警报通知。
据报道,该系统可以比护理人员早5天检测到猪的呼吸道疾病(Berckman等人)。 2015 ),让农民更早地进行投资,并尽量减少经济损失。
3、可穿戴传感器
可穿戴传感器是指小型和轻型传感器,可以连接到动物身上,而不会影响它们的正常行为。智能家禽管理中最广泛使用的两种可穿戴传感器是加速器和射频识别(rfid)。三维加速度计测量X、Y和Z方向的加速度,可用来测定单个鸡的活动水平。有些加速度计配备了陀螺仪,它可以决定物体的旋转。根据这些测量结果,可以测量动物的姿势和动作。加速计已用于识别家禽的行为(杨等人)。 2021a )。
由于标签的尺寸(大),活rfid很少用于家禽研究。被动rfid是最流行的家禽应用系统。无源rfid系统由阅读器、天线、枢纽、通用输入/输出、数据采集系统和标签组成。天线会产生周围的电磁场。当一个标签进入电磁场时,它就会被激活,并通过天线向读者发送它的唯一标识。
通过在禽类上贴标签,rfid技术可以用来监测禽类的行为。例如,它被用来确定一只鸡每天去取食的次数,一只产蛋的母鸡每天的栖息时间,一只母鸡每天在巢里逗留的时间,等等。(李等人。 2017 , 2019)。尽管可穿戴传感器在商业生产中并不实用,但它们是实验室研究单个鸡的行为变异的有用研究工具。
4、环境监测
家禽饲养所的环境对生产和动物福利至关重要。常见的环境变量包括温度、湿度、空气速度、光强度和气体浓度(CO)2 和NH3)。在不考虑成本的情况下,可以很容易地管理单个环境变量;然而,挑战是如何在经济上将所有变量维持在理想水平,因为这些变量往往相互关联,无法同时优化。例如,提高家禽房的通风率可以降低湿度和氨浓度,但这降低了温度,并导致较高的取暖成本。目前,家禽环境管理依靠通风风扇和冷却系统(冷却垫和洒水器),这些系统是根据室内温度(炎热天气)和湿度(寒冷天气)控制的。光强和气体浓度是人工检查的.需要能够监测多种环境变量并提供经济解决方案以优化室内环境的智能工具。
5、生产管理
生产效率的提高意味着更多的饲料被转化为有用的产品,包括肉(肉鸡和火鸡)、蛋(产蛋鸡)或受精卵(种鸡)。为了跟踪生产效率,需要监测饲料消耗量、体重和(或)鸡蛋生产。监测体重的方法之一是安装一个自动称重系统,该系统已在家禽饲养所广泛使用。这个尺度对站在平台上的鸡进行了称重,并计算了一天结束时的日平均值。
6、机器人
禽舍中的机器人通常被设计成在地板上运行的小型自主车辆,或者是在鸡上方的轨道上运行的轻型设备。 摄影机或多传感器通常被集成到机器人中,用于家禽饲养所的各种任务,例如刺激鸡的活动、拾起地板上的蛋、识别生病的鸡、清理垃圾、消毒等。尽管近年来一些家禽机器人已经商业化,但家禽机器人在商业农场的应用仍然很少。其中一个例子是用于肉鸡的吊顶机器人。它能够绘制鸡舍内的温度、湿度、空气质量、照明条件和噪音水平图,检测肠道问题的早期迹象(粪便图像),并寻找死鸡、湿垃圾斑和有缺陷的乳头饮水器。与智能家禽管理的其他技术相比,机器人的优点是可以帮助农民做日常杂务,并完成农民在生产周期中无法完成的任务。
7、物联网
iot是连接各种物理设备和互联网的基础设施。一般而言,信息通信技术的组成部分包括:(1)数据收集硬件;(2)数据传输互联网连接;(3)数据存储、数据分析和数据可视化软件。
简而言之,智能禽类管理中的iot指的是一个包含上述多种技术的网络,使它们能够相互交流。智能家居系统等已在人类生活中得到广泛应用。智能家居的设备通过互联网相互连接,使房主可以从任何地方远程控制使用手机的互联网连接。常见的设备包括门锁、灯、电视、冰箱、摄像头等。一些设备带有自学技能,这样他们就可以了解用户的时间表,并根据需要进行调整。在家禽业中,若干国际生物技术技术产品已经商业化,并被用于捕捉生产数据和环境数据,这些数据被用来预测禽群的性能。
8、人工智能
人工智能(AI)是一种技术,它使计算机系统能够模拟人类的认知功能,如学习和解决问题。机器学习是人工智能的一种应用,它可以要求计算机自动从数据中学习,然后应用他们学到的东西来做决定。深度学习是机器学习的一部分,它利用人工神经网络来训练计算机。人工神经网络的灵感来自于人类大脑中神经元的生物网络,这使计算机能够进行人性化的思考。机器学习和深度学习已广泛应用于大多数智能家禽管理系统,以实现目标分割、异常声音检测、行为分类、个体跟踪等目标。
