解決夏季乳牛太熱乳量減少問題,學者運用 IoT 裝置偵測症狀即時灑水讓牛更舒服

作者 | 發布日期 2019 年 07 月 25 日 17:01 | 分類 AI 人工智慧 , 物聯網 , 農業科技 follow us in feedly


每逢夏天牛奶的價格增加,產量也降低,原因是台灣的乳牛為適合溫帶的荷蘭種,到了熱帶的台灣往往每年都要面臨炎熱夏季的挑戰,造成乳牛熱緊迫症狀,牛乳產量減少。如今在萬物聯網的 IoT 時代,養牛者想要透過科技改善台灣乳牛每逢夏季就有熱緊迫症狀,乳量下降的問題,學者與牧場合作,透過機器學習辨識並記錄牛隻的行為,一出現熱緊迫現象趕緊灑水,並且希望下一階段做到牛隻溫度監控,即時反饋牛隻狀況。

台灣夏季乳牛牛隻受到熱緊迫症狀影響,牛奶產量會減少 10~15%,因而造成夏季牛奶價格上揚。臺大動物科學系教授徐濟泰博士與台大生物產業機電系、資策會、四方牧場、煌經牧場合作要解決夏季牛隻散熱問題,引進攝影機和各類溫溼感測器,監控牛舍當中牛隻活動狀況,一有疑似熱緊迫常見的牛隻站立狀況,而不是坐下休息,就會啟動灑水裝置,幫助牛隻降溫。

台灣酪農考量牛奶產量,選擇溫帶的荷蘭種酪牛,但到了夏季,熱帶氣候的台灣對於酪牛就是大挑戰。台灣的酪農在夏季偵測溫度達 28~30度,就會啟動牛舍的吹風灑水設備,一旦啟動往往要開 8~10 個小時,而長時間灑水儘管能降溫避免熱緊迫現象,但帶來新的問題,灑水造成牛舍積水泥濘不堪,牛隻長期接觸積水誘導其他牛隻疾病如乳房炎和跛足問題。

▲ 徐教授的團隊在牛舍安裝感測器,偵測牛隻熱緊迫的行為模式,進而啟動灑水散熱裝置。下一階段打算直接用熱感應儀偵測牛隻的體溫狀況。(Source:科技新報)

徐教授解釋牛隻的日常活動,進食完後常常坐下休息,也需要相當長的睡眠時間,長達 10 小時,所以觀察一群牛,會有一定比例的牛隻坐下。假若看到沒多少隻牛坐下,天氣又熱,大概要開始幫牛隻散熱。而牛隻如果太熱不舒服,常常被迫必須一直站立,睡眠時間也會減少,導致牛隻健康狀況變差。

徐教授與合作團隊在牛舍當中安裝攝影機,拍攝牛隻狀況,並且透過機器學習辨識牛隻不同行為,當偵測到與熱緊迫症相關的現象,即會啟動灑水設備。由於不是隨時都在灑水,牧場的用水量也有減少,每 15 分鐘偵測牛舍牛隻狀況,如果太熱就會灑水。目前已經能降低牛舍溫濕指數達 4 個單位,接近雞舍降溫裝置的 6 個單位程度。

團隊還打算用上牛臉辨識系統,配合下個計劃引進熱影像儀,找出個別牛隻的溫濕指數 (Temperature-humidity Index,THI),追蹤紀錄不同牛隻的生理狀況。藉由更詳細記錄個別牛隻狀況,不只減少乳牛熱緊迫發生機率,維持牛奶產量,也能控制冷卻水量,提升飼育牛隻的福利。

與產業界的合作經驗上,徐教授特別提及苗栗四方牧場的的經驗,能夠達成生活、生產、生態的平衡。四方牧場購買苗栗休耕田生產的牧草,餵食四方牧場的牛隻。由於牧草田未施藥,田裡有大量的蟲子,每當收割時引來鳥類聚集要捕抓被驚起的蟲子,而覓食的鳥類當中不乏有珍稀種類,則會吸引鳥會人員青睞,還會詢問當地人牧草田的收割時間,想要用鏡頭捕抓珍稀鳥類的倩影。

(首圖來源:pixabay)