電腦也會養牛，影像分析結合人工智慧，監測牛隻健康！

電腦也會養牛，影像分析結合人工智慧，監測牛隻健康！

編譯　林彥輝／編輯　柴幗馨、林韋佑


酪農業是需要大量人力的產業，清洗牛棚、擠牛乳和餵食等，這些例行事務佔據了酪農許多的時間。也讓酪農無法隨時監測牛隻的健康狀況。隨著從業人員高齡化的現象，降低產業的人力需求，是酪農經營的當務之急。

日本大阪大學的研究團隊藉由影像分析與人工智能的監測技術，透過照相系統代替酪農的眼力，用影像分析，仔細觀察牛隻的一舉一動，除了解決酪農人力短缺的管理問題，也朝向高品質的酪農產業精進。

大阪大學產業科學研究所，八木康史教授主導的研究團隊，與日本酪農學園大學的中田健教授合作，將人類的走路的步行影像分析技術，應用在乳牛的健康管理。透過高精度監測技術，分析牛隻步行的影像，讓電腦自動分析牛隻的健康狀況，並調整榨乳量與飼料量，建立產業化的智慧農場。


蹄潰瘍、乳房炎、與不孕是酪農產業的三大常見疾病。牛蹄的健康若出現問題，輕則影響牛走路的姿勢，重則使得牛背彎曲和跛行，造成牛隻食慾下降或泌乳量減少，甚者還會引發各種疾病。因此，若能監控牛隻的健康狀況、及早發現異狀，才能避免上述情形發生。


 一般而言，酪農可以用肉眼觀察牛背的彎曲程度和牛走路的方式，辨別牛隻是否有跛行的現象。然而，既有的檢查牛隻跛行技術，大多還是無法及早發現生病的牛隻


研究團隊在酪農學園大學的牛舍，建立智慧分析牛隻步態系統，能及早發現牛隻跛行：利用防水防塵的感應器，擷取牛隻步行的影像，分析影像特徵，透過人工智慧的機器人學習（註），判斷牛隻的健康狀態。


大阪大學產業科學研究所的八木博士表示：「團隊合作創造了人工智慧運用在牛隻影像分析的開端。」未來的智慧牛舍系統包含：自動榨乳的機器與自動化餵食的機器人。雖然目前已經有酪農場採用這種硬體設備，但監測儀器的耐用度還需要加強與改進。


團隊的研究目標，是期望酪農能藉由自動化系統，即時調整牛隻的榨乳量和飼料量，兼顧牛隻健康管理與提昇乳品品質。

圖說：以大阪大學為首的研究團隊，開發了偵測乳牛跛行的系統，並取得專利登記。此項技術能克服以往檢查不易的困難。期待人工智慧影像分析技術能為酪農生產管理做出革命性的貢獻。

註：機器學習：

機器學習的目的不在於瞭解人類或動物的學習機制與過程，而是利用電腦的計算效能，對資料進行深度的剖析、區辨、判讀，實現智慧型的任務能力。從工程的角度而言，機器學習技術已經開花結果，成為電腦智慧應用的重要基石。

電腦的學習能力就是在系統輸入資料與輸出決策之間，透過複雜的計算與驗證過程，在某種輸入與輸出的對應模型中，找到一組最佳的參數組合或是讓對應模型的細節具體化，能讓此對應模型依照不同的輸入情形而產生最正確或最恰當的輸出。

據國家教育研究院雙語詞彙、學術名詞暨辭書資訊網，節錄部分2012年10月圖書館學與資訊科學大辭典。


資料來源： 每日科學 June 28, 2017   Osaka University."Image analysis and artificial intelligence will change dairy farming: Cow gait images allow early detection of serious diseases."