Общая эффективность животноводства зависит от управления стадом, а также от питания, санитарного контроля и условий содержания. Концепция данного вида производства напрямую связана со снижением выбранных потерь и технологическим контролем. Каждый производственный сегмент контролируется для достижения оптимизации во всей производственной системе. Концепции точного животноводства могут применяться на уровне фермерских хозяйств для управления, надзора за условиями окружающей среды, болезнями и питанием, информирования и идентификации, и, в конечном счете, для обеспечения сохранности растительного покрова в целом.
В последнее десятилетие на животноводческих предприятиях/фермах были внедрены новые технические средства для поддержки принятия решений, особенно в области менеджмента, стратегий кормления, здоровья животных и фертильности. Наряду с этим были разработаны специальные компьютеризированные системы для разработки соответствующих переменных параметров и обеспечения руководителя/фермера своевременными и надлежащими инструментами и сигналами тревоги.
На основе среднестатистических моделей в коммерческих животноводческих хозяйствах был разработан стандартный метод мониторинга большинства операций, и прогнозируемые значения сравнивались с измеренными, а также со следующими значениями, создавая прогнозируемую среднюю расчетную стоимость и, как правило, внося ошибку, так называемое отклонение. Это было применено для системы кормления, методов размножения, а также для прогнозирования поведенческих моделей.
С развитием микроэлектроники возможности ее использования в животноводстве стали возможными, главным образом, для обеспечения снижения потерь за счет более эффективной поддержки процессов принятия решений. Биосенсорная технология обладает большим потенциалом для улучшения благосостояния животных, улучшения здоровья и повышения эффективности производства. Недавний рост заболеваемости такими болезнями, как губкообразная энцефалопатия крупного рогатого скота, туберкулез, бруцеллез, мастит, ящур, вызывает обеспокоенность в животноводстве и в обществе. Инфекционные заболевания скота имеют серьезные последствия не только для благополучия животных и эффективности производства, но и для здоровья человека, благосостояния и качества продуктов животного происхождения.
Общий взгляд на возможности прецизионного животноводства
В настоящее время борьба с болезнями ведется в основном с помощью вакцин и лекарственных средств, но появление антибиотиков и лекарственно-устойчивых патогенов означает, что болезни будут оставаться проблемой. Более того, использование антибиотиков в будущем будет еще более строго ограничено. Биодатчики являются многообещающим инструментом диагностики и, таким образом, помогают в борьбе с болезнями животных на более индивидуальной основе. Эти системы являются недорогими и надежными средствами диагностики, которые могут быть использованы неспециалистами.
Широкое использование антибиотиков и химиопрепаратов в животноводстве привело к появлению остатков лекарств в животной пище. Многие страны вводят более ограничительные меры контроля над пищевыми продуктами, однако традиционные микробные методы не являются достаточно чувствительными для соответствия новым правилам, а классические аналитические методы зачастую исключаются из-за необходимого уровня опыта, навыков и затрат. Бизнесенсорная технология предлагает альтернативный метод скрининга, который является высокочувствительным, не требует подготовки пробы и может быть быстро осуществлен в режиме реального времени и по низкой цене. Биодатчики могут также использоваться для определения уровня метаболизма в ветеринарном тестировании и животноводстве, например, для обнаружения эструса путем мониторинга уровня прогестерона в молоке.
К середине 1970-х годов были проведены эксперименты с электронными транспондерами для индивидуального кормления коров и автоматической регистрации данных. Электронные "черные ящики" (первого поколения) были прикреплены к воротникам на шее. Позже дальнейшая миниатюризация электроники позволила разработать крошечные электронные транспондеры, которые можно было бы вводить под кожу (второе поколение). Благодаря многочисленным логистическим и тактическим преимуществам электронной идентификации животных, может возникнуть мировой рынок для этого применения, в первую очередь для сельскохозяйственных животных, но также и для сопровождающих и зоопарковых животных. Для этого необходима стандартизация кодексов и методов ведения допросов. Третье поколение, находящееся в стадии разработки, также включает возможности чтения/записи истории (медицинской/генетической) истории животных и сенсорных технологий для автоматического контроля здоровья и работоспособности животных. Кроме того, усовершенствованные транспондеры третьего поколения также могут быть оснащены протоколами аутентификации для предотвращения поддельного копирования кодов транспондеров.
Итого
Биодатчики демонстрируют большой потенциал для применения в животноводстве, особенно там, где требуются быстрые, недорогие, высокочувствительные и специфические измерения в полевых условиях, но технология должна преодолеть несколько препятствий, прежде чем стать коммерчески успешной. Препятствия для медленной передачи технологии из лаборатории в поле в основном технические, особенно в методах производства для изготовления надежных и недорогих датчиков, в стабилизации и хранении биосенсоров и, прежде всего, в полной интеграции биосенсорных систем. Применение биосенсоров требует спецификации, которая должна включать систему отбора проб, биосенсор, систему калибровки и модель того, как эта информация должна использоваться для управления интересующим процессом.
Огромное количество молочного скота и свиноматок в развитых странах мира управляются с помощью искусственного осеменения, поэтому потенциал системы прогестероновых биосенсоров огромен, даже если только небольшая часть фермеров использует эту технологию. Биосенсорная система будет также способна быть расширена для мониторинга заболеваний, регулярно анализируя маркеры инфекций мастита или антигены болезней.
С помощью миниатюрного электронного механизма (МЭМ) можно будет регистрировать и контролировать каждый раз более точным образом события или заболевания для того, чтобы реагировать на них в целях оптимизации производства животного белка.
Использование автоматизации/мехатроники в животноводстве поможет фермерам снизить потери в течение всего производственного цикла за счет использования точных принципов и повышения точности, что улучшит управление животными.
Роль отслеживания в процессе производства животного белка остается проблемой для удовлетворения потребительского спроса, в то время как практические решения по всей пищевой цепочке все еще отсутствуют. Имеется большое пространство для передачи технологий, а также для разработки новых устройств и применения новых технологий и систем.