Предложенная система позволяет значительно упростить и ускорить процесс взвешивания свиней в крупных животноводческих хозяйствах.
Современные свинофермы представляют собой гигантские комплексы, предназначенные для полного технологического цикла — от воспроизводства до убоя и переработки мяса свиней. На таких предприятиях может одновременно находиться до нескольких тысяч животных.
Одной из важнейших задач для сотрудников свиноферм является регулярное отслеживание веса каждой особи в соответствии со стандартами на обычных весах. Причем для точного измерения сотрудникам комплекса требуется разместить и зафиксировать на них каждое животное в отдельности. Однако эта процедура занимает много времени и труда, а также может вызывать стресс у питомцев и негативно сказываться на их физиологических показателях. Поэтому сегодня актуальными являются разработки, повышающие скорость и точность определения веса свиней.
«Мы создали нейросетевую модель, которая в автоматическом режиме измеряет вес свиней по геометрическим размерам, определяемым на основе записей с обычной видеокамеры. Поскольку для работы такой системы требуется всего несколько секунд записей для каждого животного, это позволит значительно ускорить и облегчить процедуру взвешивания и для сотрудников комплекса, и для самих свинок».
— Инженер кафедры автоматики и процессов управления (АПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дария Андреевна Валенкова
Определение веса с помощью анализа геометрических размеров является возможным, поскольку существует зависимость между весом свиньи и габаритами ее тела, например, такими как обхват груди и живота, высота туловища, длина и ширина тела. Зная эти закономерности, ученые ЛЭТИ определили, как они соотносятся. В простейшем случае речь идет о длине и ширине тела.
В качестве данных для обучения и тестов использовались видеозаписи с несколькими десятками животных, которые предоставили две крупные свинофермы из п. Сараи, Рязанской обл. и д. Зборов Гомельской обл. Погрешность в определении веса составила всего около 5 кг (при среднем весе свиньи около 100 кг).
Инженер кафедры автоматики и процессов управления (АПУ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Дария Валенкова: «В перспективе наша система может использоваться на любом свинокомплексе вне зависимости от его размеров и численности поголовья. Сотрудникам потребуется только установить под потолком камеру, например, в месте перегона свиней. Все животные будут зафиксированы на видео, по которым с помощью нашей нейросетевой модели информация о весе определится автоматически и поступит на компьютер оператора системы. Кроме того, сейчас мы работаем над созданием еще более удобного мобильного приложения, чтобы проводить взвешивание прямо со смартфона».
Ученые ЛЭТИ продолжают работать над совершенствованием комплекса для определения веса домашних свиней с помощью компьютерного зрения. В ближайшее время вместе с индустриальным партнером проекта база данных видеозаписей животных будет увеличена. Кроме того, планируется уточнить параметры математической модели измерения геометрических размеров, чтобы она использовала не только длину и ширину тела свиней, но и несколько других ключевых параметров. Все это позволит значительно повысить точность системы.
Разработка поддержана грантом II экспериментального конкурса Blue Sky Research, который направлен на поддержку междисциплинарных научных проектов молодых ученых на стыке искусственного интеллекта и агропромышленного комплекса, а также пищевой промышленности.
Данная работа является одним из проектов кафедры АПУ в сфере применения искусственного интеллекта в реальном секторе экономики, в частности, в сельском хозяйстве. Так, ранее ученые создали систему для наблюдения за состоянием коров с помощью компьютерного зрения.