Tradiciniai broilerių stebėjimo metodai, paremti vizualine apžiūra ir pavieniais matavimais, vis dažniau laikomi nepakankamais. Šiuos trūkumus padeda įveikti dirbtinis intelektas (DI) ir pažangios jutiklių technologijos.

Šiuolaikinė paukštininkystė susiduria su dviem svarbiais iššūkiais – didėjančiu maisto poreikiu ir visuomenės lūkesčiais dėl aukštų gyvūnų gerovės standartų. Naminių paukščių laikymo sąlygos pastaruoju metu yra labai plačiai aptarinėjamos. shutterstock nuotr.

Tradicinių stebėjimo metodų nebepakanka

Ūkiuose stebimi tokie rodikliai kaip mirtingumas, šlubavimas, pėdų pagalvėlių dermatitas, kūno svorio vienodumas, paukščių aktyvumas, kraiko kokybė, oro sudėtis (amoniakas, sieros vandenilis, CO₂ kiekis), net paukščių skleidžiami garsai. Šių rodiklių visuma leidžia spręsti, ar paukščiai auga sveikai ir patiria kuo mažiau streso.

Penkios pagrindinės sritys, pagal kurias vertinama broilerių gerovė:

• sveikata ir fizinė būklė;
• elgesio rodikliai;
• laikymo sąlygos;
• mityba ir girdymas;
• emocinė būsena ir streso požymiai.

Paukštidėse dažniausiai laikoma po 30 000–32 000 arba 50 000–70 000 broilerių. Dėl to žmogui fiziškai sudėtinga nuolat ir tiksliai vertinti visų paukščių būklę. Be to, daugelis problemų, pavyzdžiui, stresas ar ankstyvos ligų stadijos, gali būti pastebimos per vėlai. DI leidžia anksti nustatyti laikymo sąlygų pokyčius ir galimus sveikatos sutrikimus, taip pat prognozuoti problemas dar prieš joms tampant akivaizdžiomis.

Kaip DI „mato“ ir „girdi“ broilerius?

Kompiuterinė rega. Broilerių elgesiui, sveikatai ir judėjimui stebėti naudojamos kompiuterinės regos sistemos.

Jomis galima vertinti:

• aktyvumo lygį;
• poilsio modelius;
• judėjimo pakitimus;
• lesalų suvartojimą;
• vandens suvartojimą;
• prieinamumą prie lesyklų ir girdyklų;
• konkurenciją prie lesyklų ir girdyklų.

Specializuotos sistemos analizuoja ėjimo greitį, stebi žingsnių simetriją ir gali atlikti optinio srauto analizę iš vaizdo įrašų. Optinis srautas leidžia nustatyti vaizdo taškų judėjimą tarp dviejų iš eilės einančių kadrų, todėl yra itin naudingas stebint judančius paukščius.

Taip pat naudojami giliojo mokymosi modeliai, skirti paukščiams aptikti ir klasifikuoti, o judėjimui stebėti pasitelkiamas optinis srautas, konvoliuciniai neuroniniai tinklai. Pastarieji yra specializuota giliojo mokymosi architektūra, skirta vaizdams atpažinti, klasifikuoti ir objektams aptikti. Jie veikia skenuodami vaizdą filtrais, kurie pirmiausia išskiria paprastesnius požymius, vėliau juos jungia į sudėtingesnes formas ir taip leidžia atpažinti objektus.

Pozos vertinimo modeliai naudoja giliojo mokymosi algoritmus pagrindiniams paukščių kūno taškams aptikti nuotraukose arba vaizdo įrašuose. Tokios sistemos analizuoja broilerių judėjimą, eiseną ir pasiskirstymą paukštidėje. Jos gali aptikti broilerių šlubavimą, įvertinti aktyvumo lygį, nustatyti per didelį paukščių tankį, atpažinti pėdų ir kulnų pažeidimus. Visa tai atliekama automatiškai, realiuoju laiku, be tiesioginio žmogaus įsikišimo.

Akustinis DI. Mikrofonai kartu su DI modeliais analizuoja pulko skleidžiamus garsus.

Akustinis DI gali būti naudojamas aptikti:

• kvėpavimo takų sutrikimus (kosulio, čiaudėjimo garsus);
• dėl patiriamo streso keliamus garsus;
• pavojaus arba nelaimės signalus;
• su ligomis susijusius garsų modelius.

Tam taikomos įvairios technologijos: spektrogramomis grindžiami giliojo mokymosi modeliai, taip pat pasikartojantys neuroniniai tinklai (RNN) ir garso transformatoriai.

Mikrofonai fiksuoja paukščių skleidžiamus garsus, o DI analizuoja jų dažnį, intensyvumą ir pasikartojimą. Tam tikri garsų modeliai gali perspėti apie kvėpavimo takų ligas, padidėjusį stresą, diskomfortą ar pavojų. Tai ypač svarbu anksti nustatant ligas.

Aplinkos jutikliai ir išmanus paukštidės mikroklimato valdymas. Daiktų interneto jutikliai kartu su DI nuspėjamaisiais modeliais leidžia stebėti šiuos rodiklius:

• temperatūrą, drėgmę, NH₃, CO₂ kiekį;
• oro srautą ir paukštidės vėdinimą;
• šviesos intensyvumą ir trukmę;
• kraiko drėgmę.

Šie jutikliai, sujungti su DI sistemomis, leidžia prognozuoti šiluminio streso riziką, automatiškai reguliuoti vėdinimą ir užkirsti kelią kenksmingų dujų kaupimuisi. Tokios sistemos padeda palaikyti optimalų mikroklimatą be nuolatinės žmogaus kontrolės.

Broilerių gerovės indekso sukūrimas

Pažangiausios platformos vaizdo, garso, aplinkos ir gamybinius duomenis sujungia į bendrą gerovės rodiklį. Ūkininkas gauna aiškius signalus:

• kada didėja paukščių pulkų sergamumo rizika;
• kurioje paukštidės vietoje kyla problema;
• kokių veiksmų reikėtų imtis.

Svarbu tai, kad vis dažniau diegiamos paaiškinamojo DI (XAI, angl. Explainable Artificial Intelligence) technologijos. Jos ne tik pateikia sprendimą, bet ir paaiškina, kodėl jis buvo priimtas. Paaiškinamasis DI (XAI) – tai procedūrų ir metodų visuma, leidžianti žmogui suprasti, interpretuoti ir pagrįstai vertinti vadinamųjų „juodosios dėžės“ (angl. black-box) modelių (pvz., giliųjų neuroninių tinklų) priimtus sprendimus.

Europos projektai ir ateities kryptys

KTU Dirbtinio intelekto kompetencijų centras kartu su 15 pažangiausių Europos universitetų vykdo projektą ir kuria gyvūnams skirtus regeneracinius pašarus. Jie sudarytų galimybę nepakankamai naudojamus vietinius augalus ir žemės ūkio bei maisto gamybos šalutinius produktus paversti daug baltymų turinčiais pašarais.

Siekiant optimizuoti pašarus ir įvertinti jų poveikį gyvūnams, KTU mokslininkai bus atsakingi už modernių DI grįstų sprendimų sukūrimą ir integravimą. Šie sprendimai leis bekontakčiu būdu stebėti įvairius su gyvūnų sveikata ir savijauta susijusius rodiklius.

Vykdant projektą bus diegiami didelio tikslumo patikimi jutikliai, skirti tiksliems duomenims apie gyvūnų fiziologiją ir elgseną rinkti; jie bus kruopščiai išbandomi ir kalibruojami. Taip pat bus diegiamos pažangiausios duomenų valdymo platformos, galinčios efektyviai filtruoti, saugoti ir analizuoti didelius duomenų rinkinius. Visa tai sudarys sąlygas greitai nustatyti gyvūnų būklės pokyčius ir operatyviai koreguoti jų mitybą bei priežiūrą.

DI ir daiktų interneto technologijos leidžia realiuoju laiku, neinvaziniu būdu stebėti pagrindinius rodiklius, tokius kaip pašarų suvartojimas, gyvūnų judėjimas, širdies ritmas ir streso lygis. Pastarieji stebėjimo rodikliai yra nesusiję su tradiciniais stebėjimo metodais. Viena pagrindinių naujovių yra DI valdomas gyvūnų elgesio šablonų atpažinimas, derinamas su neinvaziniais jutikliais, leidžiančiais anksti nustatyti stresą ir elgesio pokyčius. Be to, infraraudonųjų spindulių termografija ir kamerų sistemos fiksuoja gyvūnų kūno temperatūrą ir jų tarpusavio sąveiką, todėl galima geriau įvertinti naujų pašarų poveikį gyvūnų gerovei.

Siekiant spręsti skaidrumo klausimą, projekto sistemoje bus diegiamos paaiškinamosios DI (XAI) technologijos. XAI pateiks konkrečius sprendimams įtakos turinčių veiksnių paaiškinimus ir padės ūkininkams atpažinti dėsningumus, kurie iš pirmo žvilgsnio gali būti nepastebimi. Intuityvių ir patogių naudoti DI sistemų sąsajų kūrimas leis šiomis technologijomis naudotis ir asmenims, turintiems mažiau techninių žinių. Šie sprendimai bus kuriami remiantis naudotojo patirties tyrimais.

Per seminarus ir demonstracines projekto dienas bus pristatomi tikslaus šėrimo technologijų privalumai, siekiant bendruomenės pritarimo naujų technologijų praktiniam taikymui gamybinėmis sąlygomis.

Kodėl tai svarbu? DI taikymas paukštidėse reiškia ne tik didesnį produktyvumą, bet ir atsakingesnį požiūrį į gyvūnus. Tai žingsnis link tvaresnės, etiškesnės ir duomenimis grindžiamos gyvulininkystės ateities.

***

Sveikata ir mokslas: ką valgome, tuo tampame

Vis dažniau sakoma, kad esame tai, ką valgome, tačiau šiandien prie šios frazės verta pridėti dar vieną aspektą – kaip maistas buvo užaugintas. Ar išmaniosios technologijos gali padėti užauginti ne tik efektyviau, bet ir sveikiau? Kaip tai susiję su antibiotikų naudojimu, maisto sauga ir visuomenės sveikata? Apie tai kalbamės su gyvulininkystės, technologijų ir žmogaus sveikatos sąsajas tyrinėjančiu mokslininku prof. habil. dr. Romu GRUŽAUSKU.

Savo straipsnyje pristatote, kaip dirbtinis intelektas (DI) keičia broilerių auginimo sąlygas jų gerovės ir sveikatingumo požiūriu. Taigi, DI gali padėti mažinti ir antibiotikų naudojimą paukščių ūkiuose?

Be abejo, ankstyva ligų diagnostika, aplinkos kontrolė, individualizuotas pulko stebėjimas leidžia apsisaugoti nuo ligų, o susirgus – taikyti tikslinį gydymą, išvengiant masinio antibiotikų naudojimo. Tad paukštynuose taikomos technologijos turi tiesioginį poveikį visuomenės sveikatai.

Kaip broilerių auginimo sąlygos veikia galutinės produkcijos kokybę? Ar DI gali turėti įtakos mėsos kokybei?

Pagrindiniai kriterijai, lemiantys paukštienos pardavimą, yra produktų sauga, tinkamų auginimo sąlygų užtikrinimas, atsižvelgiant į aukščiausius gyvūnų gerovės reikalavimus, aplinkos tausojimas ir palankus poveikis gyventojų sveikatai. Geresnis lesalo maistinių medžiagų, efektyvus pulkų sveikatingumo valdymas, taikant DI sistemas, leidžia ne tik gerinti lesalų biokonversiją, paukštienos kokybę, didinti gamybos ekonominį efektyvumą, bet ir mažinti dujų ir kitų kenksmingų medžiagų išsiskyrimą į aplinką.

Naminių paukščių sveikatingumas, lesalų biokonversija blogėja ir paukštienos defektai atsiranda dėl per didelės auginimo koncentracijos. Ankstyvuoju auginimo laikotarpiu svarbu prognozuoti galimus paukščių sveikatingumo pokyčius ir, taikant DI sprendimus, diegti išankstinio perspėjimo sistemas. DI taikymas auginant paukščius suteikia ir didelę ekonominę naudą. Darant prielaidą, kad paukštidėje vidutiniškai auginama 32 000 broilerių, gaištamumo sumažinimas 0,5 proc. per vieną auginimo ciklą leistų papildomai pagaminti apie 320 kg paukštienos, o per metus – 2 400 kg (kai per metus vyksta 7,5 auginimo ciklo).

Ką šiandien žinome apie paukštienos reikšmę sveikoje mityboje?

Paukštiena laikoma vienu palankesnių gyvūninės kilmės baltymų šaltinių, nes joje gausu aukštos biologinės vertės baltymų, mažiau sočiųjų riebalų, palyginti su raudona mėsa, taip pat ji geras B grupės vitaminų ir mineralų šaltinis. Vartojant paukštieną, organizmas gauna nemažai nepakeičiamų aminorūgščių. Pavyzdžiui, aminorūgštis taurinas pasižymi antioksidacinėmis savybėmis – slopina uždegiminius procesus organizme, yra susijęs su širdies ir kraujagyslių sistemos ligų prevencija. Paukštienos riebaluose daug būtinųjų polinesočiųjų riebalų rūgščių, kurios svarbios nervų sistemai, smegenų veiklai ir regos funkcijoms palaikyti.

Riebalų maistinę vertę nurodo omega-6 ir omega-3 riebalų rūgščių santykis. Paukštienoje, ypač viščiukų broilerių ir žąsų krūtinėlėse, šis santykis labai geras. Pavyzdžiui, žąsų krūtinėlėje minėtas santykis vidutiniškai siekia 7:1, o tinkamai subalansavus lesalus jis gali būti dar geresnis, pavyzdžiui, 1,4:1. 2018 m. mokslininkai J. Arias-Rico, M. I. Cerón-Sandoval nustatė, kad paukštienos praturtinimas omega-3 riebalų rūgštimis siejamas su mažesniu sergamumu širdies ir kraujagyslių ligomis.

Ar DI padeda įgyvendinti „Vienos sveikatos“ principą praktikoje?

Norint paremti ir palaikyti „Vienos sveikatos“ principą pasauliniu mastu, išlaikyti gyvūnų sveikatą, sumažinti antibiotikams atsparių mikroorganizmų plitimą ir išsaugoti veiksmingas žmonių sveikatos gydymo galimybes, būtinas daugelio įvairių disciplinų, įskaitant genetiką, mitybą, veterinariją, epidemiologiją, žemės ūkio inžineriją, vadybą, fiziologiją, DI technologijas, bendradarbiavimas. Paukštynuose taikomos technologijos daro gana tiesioginį poveikį visuomenės sveikatai: mažiau antibiotikų – mažesnė rizika atsparių bakterijų perdavimo žmogui rizika; geresnė higiena – mažiau patogenų (pvz., Salmonella, Campylobacter), stabilesnė produkcijos kokybė – mažesnė maisto saugos rizika. Tai yra klasikinis „Vienos sveikatos“ principo veikimo pavyzdys – gyvūnų, aplinkos ir žmonių sveikata yra glaudžiai susijusios. Šiam tikslui pasiekti pasitelkiamos įvairios DI technologijos: individualus paukščių identifikavimas didelio tankio laikymo sąlygomis ir laisvo laikymo sistemose, paukščių fiziologinių poreikių, susijusių su gerove, nustatymas ir jų analizė, produktyvumo didinimas naudojant laiko eilučių duomenų analizę, viščiukų elgsenos analizė naudojant optinės šviesos modelius.

Paukščių auginimo sąlygos daro tiesioginę įtaką mėsos kokybei. Patiriamas stresas ją blogina – mėsa gali tapti blyški, minkšta, vandeninga. Nepakankamas broilerių judėjimas sukelia neigiamus raumenų struktūros pakitimus, dėl nesubalansuotos mitybos būtų prastesnė riebalų sudėtis. DI poveikis šiuo atveju yra netiesioginis, bet reikšmingas: jis padeda optimizuoti lesalų sudėtį, mažina stresą, palaiko optimalų paukštidės mikroklimatą.

Kaip, jūsų nuomone, DI pakeis paukštininkystę per artimiausią dešimtmetį?

Šiuo metu žmonija susiduria su sudėtingais iššūkiais – klimato kaita, biologinės įvairovės nykimu, didėjančia socialine nelygybe. Paukštienos gamintojų ir su jais susijusių sektorių iššūkis – nustatyti ir skatinti diegti gamybos sistemas, kurios pagerintų žmonių, naminių paukščių sveikatą ir planetos gerovę. Šiame procese DI taps ne papildoma priemone, o standartu.

2026-05-05