Sztuczna inteligencja zmienia oblicze hodowli bydła: Jak CattleEye redukuje straty i poprawia dobrostan zwierząt

Terry Canning dorastał na małej farmie mlecznej w hrabstwie Armagh w Irlandii Północnej. Choć bydło mleczne było integralną częścią jego młodości, nie planował wiązać z nim swojej przyszłości. Zamiast tego, jak opowiedział magazynowi „Fortune”, poświęcił się nauce, studiując inżynierię, a następnie pracując w sektorze IT. Jednak w 2004 roku, w wieku 30 lat, Canning powrócił do rodzinnego domu z nową wizją: stworzeniem oprogramowania do zarządzania inwentarzem żywym. To był czas, gdy wybuchy chorób, jak pryszczyca, uwidoczniły palącą potrzebę systematycznego monitorowania zwierząt i ich przemieszczeń.

Początkowa koncepcja opierała się na zakładaniu zwierzętom urządzeń śledzących, swego rodzaju „Fitbitów dla krów”. Rozwiązanie to okazało się jednak nieefektywne – baterie szybko się wyczerpywały, a identyfikatory na uszach często ulegały uszkodzeniom. Canning szukał innej drogi i znalazł ją dzięki współpracy z Adamem Askewem, badaczem zajmującym się wizją komputerową w medycynie, szczególnie w kontekście wczesnego wykrywania nowotworów.

Przełomowa idea: kamera zamiast czujnika

Wspólna refleksja doprowadziła ich do przełomowego pomysłu: dlaczego nie zastosować podobnych technologii do monitorowania krów? Zatem zamiast zakładać fizyczne urządzenia, opracowali system obserwujący zwierzęta przechodzące pod kamerą, która za pomocą wizji komputerowej analizowała ich stan zdrowia, ze szczególnym uwzględnieniem kulawizny. „Rozwiązujemy problem kulawizny, który jest dużym wyzwaniem w wielu hodowlach mlecznych” – wyjaśnia Canning. Szacuje się, że 30% krów nie porusza się w sposób prawidłowy.

Kulawizna zwierząt ma poważne konsekwencje ekonomiczne i środowiskowe. Dane z Wielkiej Brytanii wskazują, że straty wynikające z kulawizny bydła sięgają 142 milionów funtów. Dodatkowo, skrócenie okresu produktywności krów mlecznych oznacza konieczność utrzymywania większej liczby zwierząt, co wiąże się z intensywniejszym zużyciem zasobów i zwiększoną emisją gazów cieplarnianych.

Firma, nazwana CattleEye, została założona w 2019 roku, a jej podstawowa technologia pozostała w dużej mierze niezmieniona. System opiera się na prostej kamerze umieszczonej nad trasą, którą codziennie pokonują krowy mleczne. Gdy zwierzę przechodzi pod kamerą, jest identyfikowane na podstawie swoich unikalnych cech, a następnie oceniane pod kątem prawidłowości chodu. Kamera analizuje około 16 punktów na ciele krowy (takich jak ucho, tył głowy, kręgosłup), a zmiany w ich położeniu dostarczają danych do oceny ruchu zwierzęcia.

Sztuczna inteligencja wspierana przez weterynarzy

Oprogramowanie CattleEye wykorzystuje zaawansowane modele głębokiego uczenia, trenowane na danych dostarczonych przez weterynarzy. Firma zgromadziła około 100 000 nagrań wideo krów, które zostały szczegółowo opisane i ocenione przez specjalistów pod kątem ich zdrowia. Te dane stanowią podstawę do ciągłego doskonalenia modeli AI.

W praktyce system przypisuje każdej krowie wynik od 0 do 100. Wynik powyżej 50 sygnalizuje kulawiznę i zaleca interwencję ze strony hodowcy, który ma dostęp do danych za pośrednictwem aplikacji webowej. Canning podkreśla, że CattleEye jest w stanie wykryć kulawiznę o cztery tygodnie wcześniej niż ludzki wzrok, dzięki analizie opartej na uczeniu maszynowym.

Koszt systemu CattleEye to około 1,45 dolara miesięcznie za krowę, jednak inwestycja ta, według Canninga, „zwraca się co najmniej dziesięciokrotnie”. Co więcej, technologia ta pozwala na zredukowanie liczby przypadków kulawizny o około 10 punktów procentowych i obniżenie intensywności emisji gazów cieplarnianych nawet o 40% poprzez wydłużenie życia produkcyjnego krów. Skuteczność CattleEye potwierdzają również niezależne badania naukowe.

Od farmy do globalnego partnerstwa

Niskie koszty początkowe są jednym z kluczowych atutów CattleEye, ponieważ firma wykorzystuje ogólnodostępne komponenty zamiast droższych, autorskich rozwiązań. Chociaż system AI jest opatentowany i skomplikowany, to sam sprzęt składa się z prostej, masowo produkowanej kamery umieszczonej na wysokości co najmniej czterech metrów nad ziemią, przełącznika Ethernet i karty SD. System działa nawet, gdy pod kamerą przechodzi jednocześnie kilka krów, co rozwiązuje problem braku możliwości ustawienia zwierząt w pojedynczej kolejce.

Jednym z pierwszych klientów komercyjnych CattleEye była brytyjska sieć supermarketów Tesco. Tom Atkins, menedżer ds. rolnictwa w Tesco, zaznacza, że firma współpracuje z CattleEye od 2019 roku. „To kluczowy element zapewniający naszym klientom, że mleko, które kupują, pochodzi od sprawiedliwie traktowanych hodowców i dobrze zaopiekowanych krów” – powiedział Atkins.

Wczesne zaangażowanie Tesco w technologię CattleEye przyczyniło się do pozyskania początkowego finansowania w wysokości 500 000 funtów (672 900 dolarów) od funduszu venture capital Techstart z Belfastu. Kolejne rundy finansowania, w tym 2,5 miliona dolarów w 2021 roku, pozwoliły na dalszy rozwój. W 2020 roku CattleEye uruchomiło projekt pilotażowy na trzech farmach mlecznych w pobliżu Cheshire w Wielkiej Brytanii, gdzie weterynarze co tydzień oceniali zdrowie krów, a kamery jednocześnie rejestrowały dane. To pozwoliło na zbudowanie wiarygodnej bazy danych.

Obecnie CattleEye monitoruje ponad 200 000 krów na całym świecie, z rosnącą bazą klientów w USA. W marcu 2024 roku CattleEye zostało przejęte przez niemieckiego dostawcę technologii żywności GEA Group. Canning odmówił ujawnienia szczegółów finansowych przejęcia, ale zaznaczył, że umowa zapewniła firmie stabilność finansową i zasoby do dalszego rozwoju. Do klientów CattleEye należą potentaci branży mleczarskiej, tacy jak holenderska A-ware Food Group, Danone i globalny gigant Arla.

Przyszłość analityki zwierzęcej

CattleEye planuje poszukać nowych zastosowań dla swojej technologii. Firma zrealizowała już projekt pilotażowy w sektorze drobiarskim, próbując mierzyć dobrostan kur, ale nie doprowadziło to do komercjalizacji. Canning zauważa, że „wiele z tych technologii jest już wykorzystywanych w innych sektorach. Przemysł mleczarski nie jest tu prekursorem. Innowacje często pochodzą z obszarów wojskowych czy autonomicznych samochodów, a my jedynie adaptujemy tę technologię i uczymy się na jej podstawie”.

W związku z przejęciem przez GEA, która jest znaczącym posiadaczem danych z branży mleczarskiej, Canning przewiduje przyszłość, w której połączone dane GEA i doświadczenie CattleEye w zakresie AI pozwolą na tworzenie precyzyjnych zaleceń, np. dotyczących optymalnego czasu dojenia konkretnej krowy. Możliwe jest również uzyskiwanie innych informacji, takich jak stan cielenia czy jakość odżywiania. „To wspaniale mieć wpływ na tworzenie lepszej planety, karmienie większej liczby ludzi i dostarczanie im więcej wartości odżywczych w sposób bardziej zrównoważony” – podsumowuje Canning.