110年 農業資訊科技應用發展 第一期 電子報 訂閱電子報 回顧電子報
ICT輔助飼養管理與增進動物福祉

自1992年英國農場動物福利委員會(Farm Animal Welfare Council, FAWC)訂定動物「五大自由」(Five Freedoms)原則(如圖1所示)後,成為各國落實動物福利之重要參考。根據2019年畜產試驗所揭露的消費者調查,隨著消費觀念的改變,有95%以上的民眾表示願意以高於一般商品售價的5%以上購買友善飼養的畜牧產品,而2020年起歐盟也著手修改動物福利相關法案,研議成立歐盟官方動物福利標章認證,提升動物福利產品的辨識度,而國際間也持續針對動物福利貿易壁壘進行研究與討論,預估將建構起更完善的動物福利產品制度,帶動畜牧業者改善飼養環境。本期電子報介紹農業資通訊技術於建構動物福利環境及精進生態保育與飼養管理之應用,期待透過各項案例分享,提供農業從業人員以及讀者參考與發想。

圖1:圖1:動物五大自由原則

智慧影像掌握動物生理與促進飼養管理

全球畜牧業普遍面臨人力缺乏之現況,僅仰賴人力監測難以完整掌握動物生理狀況的變化。愛爾蘭的一家農業科技新創公司Cainthus開發了一套可應用於牛隻飼養的AI管理決策系統,透過於乳牛場中佈建智能攝影機,結合影像辨識技術全天候監測牛隻生理行為,並整合飼養管理知識進行生產管理決策建議,首先根據研究指出乳牛呈現出放鬆的姿態,將對動物福祉與牛奶產量產生直接影響,根據論文指出牛隻每休息1小時,其牛奶產量會提升約1.7公升,而牛隻每天應至少躺臥12小時,才能最大化產乳量,透過智能影像的監測,可進行牛隻進食、飲水、站立、躺臥的行為監測及時間分析,並據此產製「乳牛舒適指數」,作為驗證動物福祉的重要依據,而相關的紀錄與分析管理決策建議,也能夠透過APP即時推播給飼養主,進行牛隻飼料及健康管理。此項系統已於美國的牧場進行實地驗證,可同時針對數千頭乳牛進行活動管理,未來進一步整合各項酪農業科技管理工具,如:智慧牛項圈、牛舍機器人等。而本會畜產試驗所近年亦積極發展非侵入式檢測模式管理動物健康,如利用影像技術結合人工智能應用於牛隻與豬隻健康管理(註:可參考第57期電子報-2020農業資通訊應用座談會【資料與AI技術的力量】),有望帶動畜牧產業兼顧動物福祉之智慧化發展。

圖2:Cainthus系統即時辨識乳牛行為示意圖

AI技術應用於生態保育

而近來隨著人口增長,野生森林棲地逐漸退縮、以及動保意識的提升,以激烈手段驅趕原生種動物入侵農地的方式也受到檢討,在泰國因大象入侵農地,常於新聞報導中看見作物損失、人員傷亡的消息,據統計每年約有超過百位農民在人象衝突中喪命,為了取得人類棲地與動物權利間的平衡,泰國環保團體RESOLVE與軟體研發商CVEDIA共同開發了一款新型人工智慧攝影裝置WildEyes,可於田間架設進行智慧監測,透過提供大量動物圖資,結合影像辨識技術訓練AI辨識特定物種,考量泰國當地、野生棲地網路傳輸限制,WildEyes採用能夠進行AI演算功能的影像記憶卡,可以達成在沒有網路連線的情況下進行影像辨識,於偵測到大象入侵時能夠依照動物特性採人道方式,如:發射強光、噪音、辣椒粉等方式進行驅趕,尤其大象通常於夜間入侵,採用WildEyes能夠讓農民有喘息的空間,降低人象衝突。

WildEyes同樣也被用來訓練辨識其他保育類動物,如:老虎、雪豹,可以透過影像辨識模組的調整,偵測外來入侵種動物、闖入野生動物或森林保護區的盜獵者,相關的技術也非常具有潛力能夠應用於野外地區的生物保育調查,可做為生態調查之工具。

圖3:WildEyes辨識入侵大象

無人機應用於飼養管理

無人機的應用範圍,已經從拍攝擴展到許多農務應用層面,同樣為了克服人力不足的困境,日本電信公司NTT DOCOMO於北海道的大型草原牧場啟動無人機放牧作業計畫,在傳統人工作業上,每日至少需要兩個工人同步作業、耗費4個小時進行放牧作業,然而利用無人機搭載自動廣播系統,結合GPS定位技術,可於無人機上設定自動飛行路線、停留時間、音頻與音量,僅需一人作業即可進行放牧作業,大幅提升作業效能。同樣的技術發展也發生在以色列,一家農業科技新創公司BeeFree Agro開發一套能夠驅動無人機自主放牧的軟體,能夠制定最佳放牧路線,並透過無人機上的攝影機,即時監測放牧作業,達成在無人為干擾下進行數千頭牛隻的放牧,大幅降低人力放牧的依賴,以長遠的角度來看,透過新工具的導入,將能夠吸引年輕一代牧民繼續從事畜牧業。

圖4:利用無人機進行放牧作業

聯合國於「2030永續發展目標」(Sustainable Development Goals, SDGs)中揭示包含綠色經濟、生態永續等多項指標,隨著生產環境的挑戰日增、消費意識的抬頭,更需要導入智慧化科技工具,結合高效率、低人力支出等特性,建構起符合當代動物福祉、環境及經濟面永續的生產體系。期待我國畜牧產業能透過資通訊技術的跨域整合,發展適應我國生產環境之資通訊應用,提升產業效能並與國際發展趨勢接軌。


參考資料:


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