Az IoT (Internet of Things, a dolgok internete) technológia alkalmazása az állattenyésztésben jelentős előnyöket hoz mind az állatjólét, mind a termelékenység szempontjából. Az IoT olyan hálózat, amely egyedileg azonosítható „dolgokat” kapcsol az internethez. A „dolgok” érzékelő/működtető eszközökkel és potenciális programozhatósági képességekkel rendelkeznek.
Az egyedi azonosítás és érzékelés kihasználásával a „dologról” információkat lehet gyűjteni, és a „dolog” állapota bárhonnan megváltoztatható bármikor, bármi által. Az IoT-rendszerek főképp vezeték nélküli szenzortechnológiát (WSN, Wireless Sensor Networks) jelentenek, melyek automatikusan érzékelnek, rögzítenek adatot a környezetükről vagy az állatokról, és továbbítják azt egy szerverre, mely a legtöbb esetben egy számítógép. Az alábbiakban áttekintjük, hogyan segítik az IoT-eszközök az adatgyűjtést és -értékelést, valamint ezek hatását az állattenyésztésre.
Hogyan segítik az IoT-eszközök az állattenyésztést?
Az IoT-eszközök használata az állattenyésztésben lehetővé teszi az állatok folyamatos megfigyelését és azokról az adatok gyűjtését. Ezek az eszközök különböző szenzorokkal vannak felszerelve, amelyek figyelik minden egyes állat egészségi állapotát, viselkedését és a környezeti feltételeket. Az így gyűjtött adatokat valós időben továbbítják központi rendszerekhez, ahol azokat elemezni lehet.
Az IoT-technológia legfontosabb előnyei
1. Állatjólét javítása: az állatok egészségi állapotának monitorozása csökkenti a betegségek kockázatát, javítja az állatok általános jóllétét és az élelmiszer-biztonságot.
2. Erőforrás-hatékonyság: az erőforrások, például a víz és a takarmány felhasználása optimalizálható az adatok alapján.
3. Termelékenység növelése: az állatok teljesítményének nyomon követése és a problémák korai felismerése növeli a termelékenységet és a gazdaság hatékonyságát.
Az IoT-eszközök által gyűjtött adatok lehetővé teszik az állatok egyedi gondozását, ami hatékonyabbá teszi az állattenyésztést. Az adatok alapján azonosíthatók az állatok egészségi problémái, így elősegíti a korai beavatkozást és a betegségek megelőzését. Az intelligens rendszerek, amelyek a felhőalapú adatfeldolgozást használják, valós időben képesek figyelmeztetéseket küldeni a gazdáknak, ha rendellenességet észlelnek.
Ezek a rendszerek ma már nemcsak az asztali számítógépeken, hanem pl. mobiltelefonjainkon is lehetővé teszik egy-egy applikációval az állat, illetve környezetének nyomon követését. Az istállókban jelenleg a hőmérséklet, a páratartalom, a légmozgás és a fényerősségmérés a legelterjedtebb, melyekkel automata szellőztetőrendszereket kezelhetünk. Ugyanakkor – a környezetvédelmi és fenntarthatósági kritériumok fokozódásával párhuzamosan – megjelentek az ammónia, szén-dioxid stb. és egyéb emissziós gázok detektálására szolgáló szenzorok is.
Precíziós monitoring
A modern precíziós monitoringtechnológiák a tejelő szarvasmarhák élettani, viselkedési és termelési jellemzőinek mérésére szolgálnak (Hogeveen et al., 2010). A precíziós monitoring során az alábbi jellemzőket értékelik: állati jóllét (pl. stresszfaktorok, metabolikus betegségek), mozgásalapú viselkedésváltozások (pl. ivarzás, sántaság detektálása), hőmérséklet és pH mérése (pl. egészségi állapot, ivarzás, ellés előrejelzése, bendőműködés), testsúly, kondíció alakulása, a tejösszetétel és a tej vezetőképességének meghatározása.
Rutten et al. (2013) négy fejlettségi kategóriába sorolja a szenzorrendszereket:
– viselkedés jellemzése (pl. aktivitásmérők);
– adatok összesítése és magyarázata (pl. ivarzás detektálása);
– információk kombinálása és javaslatok adása (pl. javasolt termékenyítési időpont) és az
– automatikus döntéshozatal (pl. inszeminátor értesítése).
A szenzorokat továbbá két csoportra osztják:
– tehénhez rögzítettek (testén hordható vagy testébe ültetett) és az
– állathoz nem közvetlenül rögzítettek.
A tejelőszarvasmarha-tenyésztésben a tehén testén kívül elhelyezett szenzorok mérik az állatok adatait, amikor azok az érzékelők alatt vagy rajtuk keresztül elhaladnak. Az automata fejőrendszerek real time () adatgyűjtéssel segítenek a tejösszetétel és az állatok kondíciójának értékelésében. Az állatokra rögzített szenzorok az aktivitást, a takarmányfelvételt és a kérődzést monitorozzák. A nyakra rögzített aktivitásmérők, például az Alpro® (DeLaval) és a Heatime® (SCR), a lábra erősített érzékelők, mint az IceTag3D™ (IceRobotics Ltd.), a tehén állási és fekvési idejét figyelik. Az állatok viselkedésének megfigyelésével különféle egészségügyi problémák, pl. metabolikus betegségek, sántaság és nehéz ellés is azonosítható.
A testhőmérséklet mérésével, mint pl. a rektális hőmérséklet meghatározása, az állatok élettani állapota értékelhető, ami fontos a betegségek, például a méhgyulladás és a masztitisz korai felismerésében. A bendőtartalom hőmérsékletének mérése szintén informatív, mivel közvetetten jelzi a tehén belső testhőmérsékletét. A tejhozam folyamatos mérésével számos metabolikus betegség előrejelezhető, és az aktivitás mérésével kombinálva a betegségek korai felismerése is lehetséges.
Intelligens rendszerek
Az ivarzás felismerése kritikus a termékenyítés szempontjából. A különböző módszerek közül például az aktivitásmérők és a progeszteronszint mérése alkalmazható erre a célra. A napi takarmányfelvétel és a kérődzési idő változásai az állat egészségi állapotának jó indikátorai. A modern szenzorok segítségével a takarmányfelvétel és a kérődzés monitorozása megoldható, ami lehetővé teszi az egészségügyi problémák korai felismerését. Továbbá, ide tartoznak azok a GPS- (Global Positioning System, globális helymeghatározó rendszer) és egyedi azonosítással rendelkező eszközök, melyeket az állatok „hordozhatnak”. Ezek pozicionálják az állat helyzetét, tehát a mozgásukat (mozgási mintázatot) is megfigyelhetjük, de ez nem jelenti azt, hogy kizárólag a szabadtartású tenyésztésben lenne ezeknek jelentőségük.
A pedométerek (lépésszámlálók) az állatok viselkedését, valamint egyes betegségek korai felismerését is megmutathatják. Az adatgyűjtés és -elemzés nemcsak az állatok egészségi állapotának javítását szolgálják, hanem segítik az erőforrások hatékony felhasználását is. Az ilyen intelligens rendszerek kiegészíthetők úgynevezett épületgépészeti, energiahatékonyságot is mérni képes érzékelőkkel, melyek akár a víz- és áramfelhasználást is meg tudják online módon jeleníteni. Ez többek között nemcsak energetikai igényeket követ nyomon, hanem a rendszer vagy a vezetékek meghibásodásait is azonnal jelezheti a telepvezetőnek, műszaki karbantartóknak, mellyel további problémák is elkerülhetőek és időben megakadályozhatóak. A fizikai paramétereket mérő egységek mellett képalkotási megoldások is összeköthetők az IoT-rendszerekkel.
Ezek lehetnek „egyszerűbb” RGB (Red, Green és Blue) szenzorok, melyek látható fény – az emberi szem számára is felmérhető – tartományban adnak valós idejű képet az istállóról, az állatok mozgásáról és azok elhelyezkedéséről, a takarmányfelvételről vagy a viselkedési anomáliákról. Egy ilyen kamera az istálló mennyezetére rögzítve az állatok térbeli elhelyezkedését, mozgását, a takarmány- és vízkiosztó egységek használatát is rögzíti, utóbbi esetben következtetni tudunk azok működésképtelenségére, amennyiben pl. a látogatottság elmarad. Ilyen megoldással a jászolnál töltött idő is mérhető, tehát a takarmányfelvétel periódusait is követni tudjuk. Az állatok mozgásának detektálására is alkalmazhatunk ilyen megoldásokat, pl. sántaság stb. problémákat van módunk beazonosítani.
Hőkamerák alkalmazása
Ma már állategészségügyi monitoringra a legprecízebb lehetőség a hőkamera. A hőkamerák alkalmazása egyre inkább terjed a gyakorlatban is, mivel azonnali, nem invazív, biztonságos, fájdalommentes és viszonylag pontos eredményt ad, és kiváló módszer egyes állategészségügyi problémák jelenlétének a felderítéséhez. A ma használatos kamerák akár 0,05 °C pontossággal adják meg az állat testfelületének hőmérsékletét. A naponta többször, különböző testrészeken elvégzett rendszeres adatgyűjtés és ezek összehasonlítása lehetővé teszi a legkisebb eltérések korai felismerését. Az infravörös termográfia hatékonyan alkalmazható az állattenyésztés minden fázisában, így a szarvasmarhák esetében is: herefunkció ellenőrzése, ivarzásmonitoring, tőgyegészség nyomon követése, gyulladások korai detektálása stb. Összefoglalóan megállapítható, hogy az IoT-eszközök bevezetése az állattenyésztésben jelentős előnyökkel jár mind az állatjólét, mind a termelékenység szempontjából. Az adatok gyűjtése és elemzése lehetővé teszi az állatok egyedenkénti megfigyelését, az erőforrások hatékonyabb felhasználását és a betegségek korai felismerését, ami összességében javítja az állattenyésztés hatékonyságát és fenntarthatóságát.
(Köszönetnyilvánítás: A kutatómunka a Széchenyi István Egyetemért Alapítvány támogatásával valósult meg.)
Dr. Nyéki Anikó1, Dr. Bázár György2, Dr. Hanyicska Csaba3, Dr. Tóth Tamás4, Dr. Húth Balázs1
1 Széchenyi István Egyetem, Albert Kázmér Mosonmagyaróvári Kar;
2 ADEXGO Kft.;
3 EMŐDI Mezőgazdasági Zrt.;
4 Széchenyi István Egyetem Agrár- és Élelmiszeripari Kutató Központ
