Агропромышленная газета юга России - Видео ЮтубСпециалисты отрасли следят за новейшими разработками технологий, которые способны преобразить индустрию птицеводства в ближайшем будущем.
Рост птицеводства являлся неуклонным уже несколько лет. Несмотря на продолжающиеся предпочтения свинине в Азии, текущий рост означает, что потребление мяса птицы превысит показатель по свинине к 2022 году, и сделает птицу мясом номер один в глобальных масштабах. Потребление яиц продолжает расти, также и потому, что яйца недорогие, нейтрального вкуса, легкие в переработке и включении в приготовление еды. Универсальное принятие почти всеми культурами обеспечивает птицеводству продолжение роста.
И хотя мясо птицы позиционируется как самый легкодоступный эффективный белок в мире, производители мяса птицы имеют дело с ограниченным объемом информации. Сегодня требуется 1.4 кг корма для производства 1 кг живого веса, и селекционеры предлагают возможности достижения соотношения 1:1. Производители курятины знают вес птицы на входе и выходе, также как и среднее потребление корма и воды. Фабрики по производству яиц ведут учет среднего производства яиц от группы птицы, но управление средними показателями неизбежно делает производство несовершенным.
Что сделает производство птицы более совершенным?
- С точки зрения производства – индивидуальный, в режиме реального времени учет веса, потребления корма и воды.
- С точки зрения птицеводства и хорошей экономики – знание уровней стресса и комфорта для птицы, измеряемых через температуру тела и факторы качества воздуха, например, наличия углекислого газа и аммиака.
- С точки зрения управления, способность выявить болезнь или мертвых птиц до заражения всей группы.
- С точки зрения безопасности продуктов питания, эффективное определение инфекций Salmonella, Campylobacter и E. coli.
- С точки зрения пищевой переработки – рост выхода продукции.
В ближайшие 30 лет мы можем ожидать еще 3 млрд людей на планете, и средний класс городского населения будет продолжать расти. Птицеводство должно отреагировать. Хозяйства должны управлять данными, не просто цыплятами, и в этом главное освоение новых цифровых технологий и информации, способствующей улучшению эффективности и отклику на растущие требования проактивно настроенных потребителей. Восемь цифровых технологий обеспечивают полезные направления в описании новых технологий, приходящих на рынок и которые могут помочь производителям управлять птицей более эффективно и устойчиво.
Протезы от 3D- принтера
Какое реальное будущее у 3D принтеров в птицеводстве? Операции в индустрии должны улучшиться от печати на месте пластиковых или металлических деталей взамен выходящих из употребления на производственной площадке. Уже разработаны принтеры, которые используют металлический порошок, составляющий порядка 20 % общей стоимости детали. Меньшего размеры детали требуют одного дня для изготовления, но, в сравнении с усилиями по заказу и ожиданию доставки детали, потенциал снижения усилий для производства очевиден. Исследовательские лаборатории в области сельского хозяйства ссылаются на возможности для удаленных сельскохозяйственных точек в своих предложениях.
Петух с новыми лапами. Детали напечатаны на 3D – принтере в университете Калгари.
Одно из более творческих путей внедрения 3D-принтеров в птицеводство – это технологии жизнеобеспечения. Воспроизводство ступней, лапок, и даже клюва уже работает в сфере домашних животных. Как пример, ученые университета Калгари создали протез ступней для петуха, пострадавшего от сильного мороза. Есть пример утки, получившей протез целой ноги, включающей коленный сустав! Её спасли 32-летний инженер-механик и дизайнер, работавший в компании, специализирующейся в предложении 3D-принтеров. Можно только представить возможности сохранения дорогих породистых животных, когда критично сохранить генную линию животных.
Роботы делают грязную работу
Одно из самых практичных приложений цифровых технологий в птицеводстве – это роботы. Они могут помочь в целом ряде повторяющихся задач. Птичники требуют практически неусыпного внимания – чистка и санитарная обработка, сбор яиц и проверка состояния птиц. Это долгие, монотонные операции, но они не скучны роботу. Более того, роботы более точны, тщательны и честны в работе, если сравнить их с коллегой-человеком.
Есть разработки отдельных университетов, где роботы определяют и собирают с большой осторожностью яйца. Другие разработки обеспечили полностью автономных роботов, которые предотвращают и контролируют болезни в птичниках. Техника также оценивает факторы окружающей среды, такие как температура, углекислый газ, аммиак, звук и яркость света.
Робот поворачивает и проветривает подстилку с минимальной помехой для птиц.
Одна французская компания по производству роботов Тибот объясняет, что роботы могут отпугивать птиц от закладки яиц на полу и также могут держать их в движении для здоровья. Это может приводить к снижению себестоимости производства продукции и труда, и также соотносится с поборниками здорового питания.
Для более специализированных задач, в т.ч. питание и наблюдение, компания Метаболик Роботс разработала кормушки, которые могут увеличить эффективность корма, снизить индекс смертности и предупреждать производителя о потенциальном риске болезни. Роботы – няньки используются Таиландской компанией Charoen Pokphand Group (CP Group) для поддержания здоровых групп, обеспечивающих в среднем 3 млн яиц. Если роботы обнаруживают больную птицу, специалисту-человеку поступает сигнал, и птица незамедлительно выводится. Подобная автоматизация снизит вспышки птичьего гриппа и заболеваний, передаваемых через корм, улучшит безопасность всей стоимостной цепи от производителя до потребителя. Также в целях безопасности компания Tyson недавно объявила об открытии своего высокотехнологичного инкубатора в штате Арканзас. Операционный зал занимает 7,500 кв. миль и размещает шесть рукавов робота, выполняющих повторяющиеся действия, которые довели бы в случае человека до рабочего истощения.
Дроны защищают птицу?
Возможности использования дронов в птичниках, возможно, слегка натянутые. Есть опасение, что дроны могут сделать птиц нервными и вызвать ненужный стресс. В этой связи эксперимент, проведенный одной компанией в 2015, показал, что птицы еще не готовы к технологии, в сравнении с роботами, которые, возможно, более пригодны для работы внутри помещений. Свободно перемещающиеся куры и индейка внутри ограждения или двора будут лучшим объектом для технологии дронов, которые могут их организовывать, защищать и вести наблюдение. Адаптация птицы к дронам возможно потребует тренировки и практики, однако вне птичников скорее всего она станет успешной.
Сенсоры для индивидуального мониторинга
Сенсоры, возможно, представляют самый легкий из восьми технологий будущего для внедрения. Это отчасти из-за более низкой стоимости внедрения, но также и из-за того, что преимущества очевидны. Большой датчанин – один из крупнейших производителей птицы на данный момент. Сенсор DOL 53 разработан для измерения аммиака, что является общей проблемой для многих птицеводов. Другие компании используют сенсоры для регулирования и контроля климата в помещении, включая вентиляцию и температуру. Сенсор компании Ротем разработан для наблюдения за углекислым газом, который может снизить негативное воздействие высокой концентрации углекислого газа на кладку и селекцию, что обеспечивает значительную экономию затрат. Компания Грингейдж предлагает уникальную систему освещения и светодиодные лампы для создания устойчивой среды освещения, которая стимулирует лучший рост и также снижает себестоимость.
От портативного сенсора исследователи, и даже хозяйства могли бы получить очень много выводов о здоровье и состоянии бройлеров, несушек, индюшек и уток. Экипированную особыми ярлыками птицу можно наблюдать в более естественной среде, что дает исследователям возможность изучения животных. Эту информацию можно оценить для определения естественного поведения, недостатка питания, это сильно увеличит возможность нивелировать недостатки в производстве. Исследования, проведенные в университете штата Мичиган, использовали сенсоры для анализа, как птица использует пространство в своем оперении, чтобы наиболее комфортным для птицы образом организовать место вне клеток.
Искусственный интеллект (AI) в переработке
Технологии искусственного интеллекта стали основой для многих других технологий. Например, роботы используют искусственный интеллект на производстве для устранения неэффективных рабочих зон. Через научное сотрудничество компаний получилась высокотехничная система переработки.
Отделение мяса от костей требует понимания формы и размера каждой тушки и индивидуальной настройки. Искусственный интеллект – прекрасная технология для этого. Компьютер может анализировать разницу плотности ткани и структуры мяса и кости, делая операцию наиболее точной. Это отличный пример сочетания технологий: робот выполняют работу, которую искусственный интеллект задает им делать на основе данных, собираемых их сенсорами. Один из таких роботов отделяет мясо от костей в 2-3 секунды, заменяя до 30 операторов-людей. В сочетании с автоматическим обзором компании создают процессоры высочайшей производительности. Другие компании используют искусственный интеллект для обзора и контроля среды в птичнике. Сенсоры собирают информацию, программное обеспечение систематизирует ее, и искусственный интеллект изменяет условия птичника или предупреждает человека о потенциальной опасности, например, нездоровой птице. Вся эта информация поступает на ай-пад или смартфон фермера. Все происходит в реальном времени, и может предотвратить проблемы до того, как они будут иметь опасные последствия для всей группы птиц. Помимо экономии усилий для человека в решении подобных вопросов, это и экономия производственных затрат в виде оптимизации потребления корма и климат-контроль, рост производства из-за более здоровой птицы, более чистая вода в отходах и лучшее управление системой. Вся эта информация собирается и анализируется для усиления единообразия производства, что в конечном итоге улучшит эффективность и общее состояние птицы.
Система наблюдения и контроля.
Другое применение искусственного интеллекта – переводчик для птицы! Многие специалисты заявляют, что звуки птиц означают здоровье, комфорт и общее благополучие. Слушая и понимая звуки здоровых птиц, производители могут настроиться на сигналы стресса и имеют больше возможности снять его.
Одна из форм искусственного интеллекта, машинное зрение, используется для оценки яиц, также как и определения таких дефектов, как расколы или внутренние кровяные пятна. Оно также может использоваться в оценке бесплодности при инкубации путем сканирования яиц и выявления их полноценности. Создается алгоритм, который помогает машине определить точно полноценность плода на более чем 98 % на 5 день инкубации.
Исследование в Бразилии использует искусственный интеллект для лучшего понимания поведения и разницы в поведении при внутреннем стрессе или в комфортной среде. В частности, ученые разбираются с так называемой зоной искусственной нейронной зоны, которая позволяет обучать компьютеры, как выполнять задания с учетом визуальных данных и понимать модели поведения. Это важно, потому что снижает шансы присутствия исследователя, при котором меняется поведение птицы, стирает любой субъективизм или ошибочное понимание с научной точки зрения, также обеспечивает лучшее положение птицы.
Эта технология обеспечила значительные возможности для производства яиц. При закладке яиц невозможно выяснить до момента вылупливания пол птицы. Израильская компания разработала технологию, которая сканирует пол. Использование спектроскопии может идентифицировать мужские яйца после закладки и продать как не оплодотворенные в хозяйства, что обеспечивает значительную экономию производства.
Расширенная реальность помогает потребителям.
Расширенная реальность – это способность видеть вещи, которые не видит человеческий глаз, используя невидимые спектры света или дополнять информацией, включая интерпретацию данных, того, что видимо человеку. Возможное использование технологии – широкое, и уже сейчас есть несколько примеров реального коммерческого применения.
У университета штата Джорджия есть студенческий проект, который исследует использование искусственного интеллекта на перерабатывающем производстве. Применение искусственного интеллекта позволяет рассекателям в производстве видеть, как рассекается тушка и аккуратно удалять некондиционные части мяса. Оба метода находятся в испытании. Один связан с установкой на голову оператора рассекателя, который определяет на графическом изображением на каждой птице наилучшего положения для среза.
Далее в рамках проекте испытан лазерный сканер, который устанавливали рядом с конвейерной линией и который указывал на каждой птице место наилучшего среза. Последнее оборудование считается экономичным, так как все работники могут использовать одинаковое оборудование.
Ассистент расширенной реальности по отбору яиц компании КлакАР’с
Помимо преимуществ для хозяйств и переработки, потребители могут быть ключом в реализации технологий. Прозрачность становится критичной, как способность знать, где и как производится пища. Автралийская компания CHOICE предлагает всем пользователям ай-фонов и андроидов приложения, которые предлагают пользователям сканирование кода с картонной коробки яиц и загрузить детальную информацию, откуда яйца и всю информацию по условиям производства.
Обучение виртуальной реальности в производстве (VR)
Самое очевидное применение виртуальной реальности – это обучение и, особенно, переработке. Она могла бы обучать рабочих на конвейере переработки идеальному способу разделки тушек. Применяемая в отношении домашних хозяйств, она может обучить сотрудников, как проходить по птичнику не беспокоя птиц, находить выпавшие яйца и проверять несушек.
Пример виртуальной реальности – это то, что Макдональдс сотрудничает с компанией по производству яиц «The Lakes Free Range Egg Company» и дает потребителям погружение в виртуальный тур по птицеводческим хозяйствам и переработке. Эта технология, однако, дорогая и реализация будет достаточно медленной.
Другая эксцентричная опция – дать опыт виртуальной реакции птице. Одна созданная при университете штата Айова компания позволяет птице наслаждаться полноценным опытом жизни, оставаясь внутри безопасного птичника. Идея в том, что экипированная виртуальным шлемом и наушниками птица видит проекцию экрана. Так, птица может выращиваться везде, даже в городских условиях и ощущать свободу своего виртуального мира, свободного от хищников. Пока компания не может масштабно предлагать продукцию на рынок, но важно осознать, что технологии уже пришли и становятся все более доступными.
Блокчейн в безопасном производстве
Возможность блокчейна в птицеводстве – это решение вопроса безопасного питания и прозрачности поставок. Компании Walmart, Unilever, Nestlé и другие пищевые гиганты разрабатывают с IBM технологию блокчейн для сохранения цифровых отчетов и управления стоимостной цепочкой, привнося отслеживаемость продуктов птицеводства на полках магазинов. Блокчейн может использоваться для отслеживания всех аспектов пищевой стоимостной цепочки, от хозяйства, переработчиков и дистрибьюторов. Это третий эксперимент супермаркетов Walmart с блокчейном, и растущий интерес других крупных пищевых конгломератов демонстрирует уникальный потенциал этой технологии.
Недавно компания Каргилл объявила, что обеспечит своих потребителей возможностью отслеживания их индейки на День Благодарения с момента её нахождения в хозяйстве-производственной точке. Технология блокчейн дает такую возможность. Потребители могут ввести код с упаковки на сайте компании и увидеть место производства птицы и детали ее корма. Это большой шаг вперед в предложении отслеживания и понимания исходного состава пищи, что становится все большей заботой для потребителей. Другая компания запустила технологический инкубатор для разработки технологии блокчейн, акцентируя специальные возможности в птицеводстве. Китай потребляет порядка 5 млрд птицы каждый год, но предпочитают темное мясо, не грудку, столь любимую американскими потребителями. Недавно стране разрешили экспорт курятины в США, и блокчейн поможет облегчить сомнения об источнике и методах производства, открывая дорогу экспортерам.
Интернет вещей (IoT)
Интернет вещей – в списке восьми технологий будущего, и эта технология связана с другими технологиями. Ряд компаний работают над безопасностью птицеводческого производства. Интернет вещей связывает много сенсоров в птичнике в смартфон, ай-пад и другие устройства и образуют понятие умной фермы.
Интернет вещей может быть инкорпорирован в производство на очень базовом уровне, несмотря на сложность самой концепции. Система одной компании из штата Кентукки позволяет даже маленьким домашним хозяйствам использовать технологии выращивания цыплят легко, используя их мобильные телефоны. Другие компании предлагают технологии для улучшения эффективности через использование комбинированных сенсорных приложений с использованием облачных технологий и приложений «умная ферма». Программный пакет компании M-ТекСистемсофферс позволяет фиксировать и отслеживать все элементы производства, в т.ч. собираемые сенсорами, но также потенциально и с различных сенсоров, начиная от роботов и ветеринарных данных и систематизировать информацию. Это обобщающее управление всей цепочкой предполагает невероятные преимущества отслеживания, важность чего возрастает в отношении всего мирового производства продуктов питания. Подразделение компании Каргилл берет собственные данные производителей и создает предсказуемые аналитические сценарии, позволяющие клиенту выбрать решение на основе предложенных стратегических сценариев.
Преимущества Больших данных
По мере сбора большей информации о животных, в т.ч. о бактериях в их пищеварительном тракте, и об их реакции на питание на генном уровне, становится очевидным, что птицеводы сейчас обучаются управлению большими массивами данных в объеме, сопоставимом с обучением самому предмету птицеводства до этого. ‘Аграрные данные’ дают представление об индивидуальном росте животного, требуется интерпретация больших массивов данных. Наукоемкие компании создают сложные алгоритмы для интерпретации информации, которые они собирают на уровне микробиомов, нутригеномов и отслеживают такие патогены, как, например, кампилобастер или устойчивые к антибиотикам бактерии. В то время, как нутригеномы обеспечивают сбор информации по точному питанию животных, профиль ДНК точно знает наличие конкретных бактерий. Преимущества от этих данных не возможны без их полномасштабного анализа.
По оценкам специалистов, мировое птицеводство вырастет на 120 % с 2010 к 2050. Чтобы соответствовать этому спросу, индексы перевода корма и другие производственные показатели должны неуклонно улучшаться. Внедрение цифровых технологий, подобных перечисленным выше, значительно поможет эффективности показателей, также и птицеводы смогут соответствовать спросу растущего мирового населения.
