3. Le applicazioni dei sensori: casi pratici

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Il sensore per diagnosticare la polmonite nei vitelli

Studiosi dell’Università di Lovanio (Belgio) hanno sviluppato un algoritmo capace di identificare i primi segnali di polmonite nei vitelli dai suoni registrati con i sensori di SoundTalk (Progetto EU-PLF).

 Spettrogramma di due tipi di tosse

 

Per arrivare a questo risultato, l’Università di Lovanio ha collaborato con TEAGASC che ha controllato giornalmente i parametri dei vitelli (analisi del sangue, controllo veterinario sull’eventuale presenza di malattie quali polmonite e malattie gastrointestinali). I controlli avvenivano mentre i sensori SoundTalks registravano i rumori nella stalla. L’analisi dei dati ha evidenziato la corrispondenza tra una variazione della tosse e la prossima insorgenza di polmonite (aumento di globuli bianchi nel sangue dei vitelli). Vista la presenza di tale correlazione è stato possibile creare un algoritmo capace di evidenziare i sintomi e quindi informare l’allevatore sui vitelli a rischio. L’allevatore può quindi intervenire ancora prima che la malattia si manifesti completamente e in questo modo risparmia in trattamenti medici (effettua trattamenti preventivi solo sugli animali a rischio), inoltre, diminuiscono le possibilità che si sviluppino resistenze agli antibiotici (se ne usano meno), aumenta il benessere dell’animale (minor numero di trattamenti) e migliora la resa produttiva (si evitano disparità di crescita).

CowWiew, un sistema per monitorare il benessere delle vacche da latte

Un ramo del progetto europeo per la zootecnia di precisione (EU-PLF) sta studiando la possibilità di impiegare dei sistemi di posizionamento per vacche all’interno di ambienti chiusi in cui gli animali abbiano libertà di movimento.
Il sistema oggetto di studio è CowView, sviluppato da GEA Farm Technologies, e a condurre la ricerca è INRA, l’Istituto Nazionale Francese per la Ricerca in Agricoltura.

CowView è un sistema in grado di monitorare l’animale 24h al giorno, per 7 giorni alla settimana e per 365 giorni l’anno (sistema 24/7/365). CowView è uno dei metodi disponibili sul mercato per il monitoraggio del bestiame con libertà di movimento. In particolare, il collare sviluppato da GEA per le vacche raccoglie informazioni su ciascun capo 24/7 e quindi fornisce altre utili indicazioni, tra cui l’estro e l’eventuale presenza di malattie. 

 

Sistema di funzionamento di CowView

 

Per ottenere tutte le informazioni desiderate CowView si avvale di sensori posizionati nell’ambiente e sul collare di ciascun capo. Dal monitoraggio in continuo dei movimenti e del comportamento di ciascun animale, si evincono eventuali cambiamenti nelle abitudini alimentari o comportamentali che generano degli allarmi direttamente recapitati all’allevatore via smartphone, tablet o pc.

Il sensore di posizione permette inoltre di individuare immediatamente l’ubicazione dell’animale da sorvegliare anche in mezzo a 2000 altri capi di bestiame.

 

 Sistema per il rilevamento della posizione di CowView

 

La ricerca, oltre all’applicabilità del sistema di monitoraggio indoor, si propone di approfondire la conoscenza sul benessere animale e sulla produttività, in modo da ottimizzare le nuove applicazioni della zootecnia di precisione e massimizzarne la resa. L’indagine è cominciata a maggio 2014 nella fattoria di Theix in Bretagna e si protrarrà fino alla fine del 2016.

 

 

2.5. L’elaborazione e utilizzo dei dati raccolti

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I sensori fanno riferimento ad una base dove vengono raccolti ed elaborati i dati per essere quindi consultabili dall’allevatore. Data la non capillare presenza di una copertura internet nelle zone rurali, alcuni software prevedono l’impiego solo in locale con magari trasmissioni dei dati anche assenza di Wi-Fi. Altri software invece richiedono la presenza di una connessione ad internet. Quest’ultima opzione offre innumerevoli vantaggi, in quanto migliora l’autonomia dell’allevatore che può quindi accedere e consultare tutte le informazioni in ogni momento, avendo, inoltre, a disposizione dati aggiornati automaticamente in tempo reale. In questo modo ottiene un supporto decisionale aggiornato e sempre disponibile.
Entrambe le tecnologie sono prese in considerazione all’interno del progetto PLF, tuttavia viene preferito il sistema con la connessione ad internet in quanto presenta la possibilità di continui aggiornamenti, sia di software sia di dati utili per future previsioni.
L’orientamento europeo rimane comunque quello di spingere gli stati membri a coprire con una rete internet adeguata tutte le zone rurali in quanto grazie ad internet è possibile migliorare la collaborazione e lo scambio di informazione tra gli agricoltori e migliorarne le condizioni economiche.
Il software di presentazione ricopre un punto importante in quanto deve presentare i dati con un interfaccia di facile comprensione, con grafici riassuntivi sui dati di produzione (alimentazione, consumo di acqua, crescita e mortalità), dati ambientali (temperatura, umidità) e dati sugli animali (attività, distribuzione e tosse) dando informazioni sullo stato di salute e benessere di ogni animale.
Nei grafici devono essere chiaramente individuabili tutte le variabili e l’allevatore deve poter notare con facilità qualsiasi cambiamento per poter intervenire tempestivamente.
Inoltre, è meglio se esiste la possibilità di creare uno stato di allerta in automatico che informa direttamente l’allevatore.
Questi aspetti sono stati molto studiati dal progetto EU-PLF. Un esempio di come i software sviluppati da Fancom e SoundTalk all’interno di detto progetto permettono di visualizzare i risultati in forma grafica è riportato in figura.

Dati sensori progetto EU-PLF

Nella figura sono visibili i dati di produzione (numero di animali monitorati e consumo giornaliero di mangime) e i dati di attività degli animali (attività media, percentuale di riposo, percentuale di alta attività). Nel grafico si nota una diminuzione nella percentuale di alimentazione in contemporanea con una maggior percentuale di riposo. Questo concomitanza è indice di un problema digestivo. Tale informazione, se seguita da in intervento da parte dell’allevatore, evita un’ulteriore perdita di produzione.

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2.4. Sensori per il monitoraggio ambientale

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I sensori per il monitoraggio delle condizioni ambientali controllano emissioni, temperatura, umidità e altri parametri fondamentali per poter mantenere l’ambiente il più sano possibile per l’animale e l’operatore.

Un sensore studiato approfonditamente è quello impiegato all’interno del progetto EU-PLF. Si tratta di: PLF Agritech’s Enviro-DetectTM. Questo sistema per il monitoraggio delle condizioni ambientali controlla le emissioni e rileva i valori dei parametri fondamentali. I dati vengono analizzati e quindi vengono fornite le indicazioni sulle procedure da effettuare per mantenere l’ambiente il più sano possibile per l’animale e l’operatore.

Enviro-Detect™ è in grado di svolgere tutti i controlli ambientali di routine. L’unità, infatti, contiene strumenti efficaci per misurare la temperatura dell’aria, l’umidità relativa, la concentrazione nell’aria di ammoniaca, anidride carbonica, metano e particolato. Il software incorporato tiene monitorate le concentrazioni e calcola la velocità di emissioni dei singoli inquinanti e ne paragona il valore con quello previsto in base ai modelli previsionali sviluppati in studi precedenti.
Pertanto questo strumento è in grado di fornire non solo un’immagine dello stato di fatto, ma effettua previsioni e quindi può consigliare azioni da intraprendere per mantenere la stalla nelle condizioni ottimali. 

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