Mesterségesintelligencia- (AI-) alapú állattenyésztés

Az intelligens állattenyésztés célja a termelékenyebb, hatékonyabb és fenntarthatóbb mezőgazdasági üzemek megvalósítása a digitális technológiák hatékony felhasználására építve.

Az intelligens gazdálkodás új korszaka

A világ népességének növekedése azzal is jár, hogy a hús és a tojás iránti kereslet több mint 65%-kal fog növekedni a következő 40 évben. A hús iránti kereslet drámaian megnőtt az elmúlt évtizedekben. A globális termelés 1963 és napjaink között megnégyszereződött, 80 millió tonnáról több mint 300 millió tonnára emelkedett. Annak érdekében, hogy a több mint kilencmilliárd ember élelmiszer-ellátása biztosítva legyen, növelni kell a sertés-, szarvasmarha- és baromfiállomány nagyságát, ami megkívánja az állattartó telepek méretének növelését. Ezzel párhuzamos fejlemény a gazdálkodók számának csökkenése. Ez azt jelenti, hogy minden gazdálkodónak egyre több állatról kell gondoskodnia, miközben a társadalom egyre inkább elvárja az állatjóléti intézkedéseket. Emiatt a precíziós állattenyésztési technológiák nagy jelentőséggel bírnak ezeknek a kihívásoknak a kezelésében. Az intelligens gazdálkodás új korszakában vagyunk.

A gépi tanulást és a mesterséges intelligenciát az állatállomány kezelésének és felügyeletének forradalmasítására is használják. A baromfitól és tejelő tehéntől a sertésig az AI-alapú rendszerek képesek javítani az állattenyésztés és az állattartás minden aspektusát. A gépi tanulási algoritmusok a precíziós állattenyésztés szerves részét képezik. A gazdálkodók ezt arra használják, hogy egyszerűsítsék az állatok viselkedésének és jólétének nyomon követését, előre jelezzék a járványkitöréseket, és optimalizálják a takarmányozási ütemterveket. Ebben a cikkben azt mutatjuk be, hogy a mesterséges intelligencia által támogatott technológiák milyen módon segíthetik az állattartók munkáját.

Folyamatos fejlődés az állattenyésztésben és a mezőgazdaságban

A mezőgazdaság és az állattenyésztés terén az elmúlt évtizedekben tapasztalt fejlődés kivételes mértékű. A betakarítás vagy a környezeti állapotok monitorozásának teljes automatizálása egy évtizeddel ezelőtt szinte még elérhetetlennek tűnt, mára pedig már jószerével alapelvárás. A technológia és a fejlett gépek segítségével megtaláltuk a módját, hogy maximalizáljuk a termelékenységet ezekben az ágazatokban. Akkor vagyunk tényszerűek, ha elismerjük, hogy a haladásnak ára volt. A nagyüzemi gazdálkodás intenzív növekedésével a feltételek bizonyos szempontból romlottak. Az állati termékek iránti kereslet nagyobb termelési kapacitást igényelt, ami egyrészt az állattartó telepek vonatkozásában a méretek növelését tette szükségessé. Másrészt a költséghatékonyság fenntartása érdekében optimalizálni kellett az egy állatra jutó férőhely nagyságát. A növekvő kereslet a minőségbiztosítás terén is kihívásokat jelent. A mesterséges intelligencián alapuló technológiák használatával a termelők nyomon követhetik az állatok életkörülményeit. Ezáltal észlelhetik azokat az anomáliákat, amelyek kedvezőtlenül érinthetik őket.

A mesterséges intelligencián alapuló technológiák számos olyan lehetőséget hordoznak magukban az állattartók számára, ami még ma is nagyon futurisztikusan hangzik. Példaként megemlíthető a Koppenhágai Egyetem projektje, melynek keretében a szakembereknek sikerült dekódolniuk a sertések hangkommunikációját (egyszerűen a röfögést). A projekt keretében egy neurális hálózatot tanítottak meg arra, hogy az képes legyen azonosítani a sertések olyan pozitív és negatív érzelmeit, mint például boldogság, izgalom, félelem és szorongás. A szoftver lehetővé teszi annak azonosítását, hogy az egyes szituációkban mit élnek át az állatok. Ezek mind takarmányozási, mint pedig állat-egészségügyi szempontból értékes információnak számítanak.

Precíziós és okosgazdálkodás

Sokszor összemosódik a köznyelvben a precíziós és az okosgazdálkodás fogalma. Bár vitathatatlan az összefüggés, de amíg a precíziós állattenyésztés eszközökre utal, addig az intelligens gazdálkodás az információfeldolgozás megközelítését fejezi ki. Röviden a precíziós állattenyésztés olyan eszközöket jelent, amelyek lehetővé teszik a gazdálkodók számára, hogy ellenőrizzék és javítsák állataik egészségét, jóllétét, életkörülményeit és termelékenységét. Az okosgazdálkodás célja, hogy a rendelkezésre álló adatok felhasználásával optimalizálja a gazdálkodási folyamatokat. Érdemes megjegyezni, hogy az intelligens megközelítés nem feltétlenül jelenti a fejlettebb gépek és a teljes automatizálás használatát. Itt a fő hangsúly az adatokon van. Az okosan gazdálkodók igyekeznek a lehető legtöbb releváns információt összegyűjteni, és az így létrejövő adatbázist felhasználni. Ennek érdekében mesterséges intelligenciával működő szoftvereket építenek be folyamataikba, gyakran olyan IoT-eszközökkel párosítva, amelyek információkat gyűjtenek a tenyésztési létesítmények körülményeiről, a termékminőségről stb. Az intelligens gazdálkodás és a precíziós állattenyésztési megközelítés kiegészíti egymást, segítve abban az állattenyésztőket, hogy javítani tudják a termelési eredményeket és az állatok egészségét.

Ha a gyártók és forgalmazók oldalát nézzük, akkor láthatjuk, hogy az állattartók számára kínált precíziós eszközök és szoftverek (beleértve az applikációkat is) választéka igen bőséges. Sőt, az utóbbiakból számos ingyenes verzió is rendelkezésre áll (például ilyen ingyenes applikáció a Cattlytics, a My Cattle Manager, a My Poultry Manager, a Cow Master és a Farm Manager and Analyzer).

Fontos azonban megjegyezni, hogy a technológiai lehetőségek széles tárháza csak az egyik oldala az éremnek. Hiszen nem minden tesztelt vagy kifejlesztett technológia válik alkalmazhatóvá az adott állattartó telepen. Egy bevezetésre tervezett új technológiával szemben alapelvárás a stabil működőképesség, az adott igényre vonatkozó kielégítő képesség, valamint a személyzet számára a könnyű felhasználhatóság.

A beruházást előkészítő fázis legfontosabb feladata annak felmérése, hogy milyen előnyökkel járnak az új technológiák a teljes ellátási lánc számára. Tekintsük példának egy sertéstelep vízfogyasztásának monitoringozását. A vártnál alacsonyabb vízfogyasztás korai figyelmeztetést adhat egészségügyi vagy/és vízminőségi problémákra, továbbá a rendszer telepítési hiányosságaira. Ugyanakkor a túlzott fogyasztás vízszivárgási problémákra utalhat, és közvetlenül összefügg a megnövekedett hígtrágyatermeléssel is. A vízfogyasztás kritikus eleme a megfelelő állattenyésztés és jóllét biztosításának.

A jövőben várhatóan az egy dolgozóra jutó állatok aránya tovább növekszik. A precíziós és okosállattenyésztés segíthet a dolgozók figyelmének összpontosításában és a megnövekedett állomány hatékony kezelésében.

A Big Data és az AI alkalmazásának lehetősége az állattenyésztésben A mesterséges intelligencia különféle módokon és formában szolgálhatja az állattenyésztés észszerűsítését. Sok közülük számítógépes látást és fejlett prediktív elemzést foglal magában. Vessünk egy pillantást a leggyakoribb felhasználási területekre, hogy megértsük az AI-ban rejlő lehetőségek spektrumát ebben a szektorban:

• állatok azonosítása,
• mérlegrendszerek automatizálása,
• az állatjólléti megfigyelés és a beteg állatok azonosítása,
• az ivási és táplálkozási magatartás megfigyelése,
• tevékenységminták, mozgás- és testtartáselemzés,
• hőstressz figyelése hőmérséklet-elemzéssel,
• legelők értékelése,
• keltetők optimalizálása.

A „Big Data” évek óta divatszónak számít a humán egészségügyben. Ahogy a számítógépek és alkalmazások egyre fejlettebbek, adathalmazokat elemezhetünk, és mélyebben megismerhetjük a betegségeket, minden eddiginél hatékonyabban figyeljük, kontrolláljuk és kezeljük ezeket.

Egészen a közelmúltig ez a forradalom nem volt olyan kiemelkedő az állategészségügyben. Ez azonban gyorsan változik. Az intelligens gazdálkodásból származó Big Data-technológiák állattenyésztésre való felhasználása hatékony és eredményes megoldásnak bizonyulhat a gazdálkodók számára. A távérzékelési technológiák és a Big Data elemzése segíthet az állattartóknak, hogy az erőforrások pazarlása nélkül hatékonyan gondoskodjanak állatállományukról, és lehetővé teszik számukra, hogy kiváló minőség mellett optimalizálják az állattenyésztést.

Az állattenyésztés jövője

A vegánok száma világszerte rendkívüli mértékben megnőtt az elmúlt évtizedben, de globális szinten még mindig csak az összes fogyasztó 1%-át teszi ki. Az állati eredetű termékek fogyasztása a következő évtizedekben valószínűleg továbbra is magas lesz. Az Egészségügyi Világszervezet, a WHO becslései szerint az éves hústermelés 2030-ra várhatóan 376 millió tonnára emelkedik. A multinacionális tanácsadó vállalat, a Deloitte adatai szerint az állattenyésztés jelenleg a globális szántóterület egyharmadát és édesvizünk 8%-át használja fel. Az előbb említett adatok felhívják a figyelmet a folyamatok optimalizálásának szükségességére.

Az állattenyésztési szektor fenntarthatósága szempontjából négy fontos és egymással összefüggő szempont van: élelmezésbiztonság; megélhetés és növekedés; állategészség és jóllét; valamint az éghajlat és a természeti erőforrások felhasználása. A precíziós és okos-állattenyésztés az említett négy téma metszéspontja, ezért komplex szemléletű gondolkodást igényel. Az állattenyésztési ágazatra egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy válaszoljon az állati termékek előállításával és fogyasztásával kapcsolatos számos fenntarthatósági és egészségügyi kihívásra.

Ahogy a világ egyre inkább digitalizálódik, fontos, hogy a mezőgazdasági szektor is kövesse ezt a példát. Az új technológiák és a mesterséges intelligencia használatával optimalizálni tudjuk az állattenyésztést és javítani az állati jóllétet. A mesterséges intelligencia olyan eszközöket biztosít számukra, amelyek további kiadások és több munkaerő alkalmazása nélkül megkönnyítik ezeket a változtatásokat. Az állattenyésztési ágazat jövőjét nem egyszerűen a kereslet növekedése fogja garantálni. Lényeges lesz, hogy az egyes iparágak milyen jól reagálnak a fenntarthatóság társadalmi kihívásaira. Az állattenyésztési ágazat azon képessége, hogy gyorsan, hatékonyan és kimutathatóan megtalálja az egyensúlyt a termelékenység és a fenntarthatóság között, végső soron meghatározza jövőjét.

Hazánkban, az uniós trendekkel összhangban egyre növekszik azon állattartók száma, akik – nem csak elméleti szinten – érdeklődnek a precíziós állattartás iránt. Ez hívta életre a Magyarországi Precíziós Állattartásért Egyesületet az idei év tavaszán, 31 taggal. A szervezet tevékenysége remélhetőleg hozzájárul ahhoz, hogy hazánkban is elterjedtebbé váljon ez a gazdálkodási mód.

Czékus Mihály