2017年8月10日 星期四

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."