/  Интеллектуальные фермы против голода
63.87 € 68.69

Интеллектуальные фермы против голода

Интеллектуальные фермы против голода
Согласно прогнозу вашингтонского Бюро по численности населения (PRB), опубликованному в августе 2016 года, к 2050 году численность населения Земли достигнет 10 млрд человек. Это означает, что проблемы с доступностью продовольствия и питьевой воды в некоторых странах будут обстоять еще жестче. В ООН подсчитали, что такой рост численности населения обернется проблемами для сельского хозяйства. Так, производство продуктов питания необходимо будет нарастить на 70%. Проблемы будут остро стоять и в сфере обеспечения населения Земли водой, ведь потребление 70% мирового запаса пресной воды приходится на сельское хозяйство. Эксперты рекомендуют не только повысить качество и количество производимой сельхозпродукции, но и перейти к точному земледелию, внедрять концепции умных животноводческих ферм. Отдельные элементы таких ферм уже доступны аграриям.
  

Элементы умной фермы 

Автоматические поилки

Оборудование для поения различается предназначением (для птицы, мелкого и крупного скота), емкостью (на 100, 200 и более голов), способа содержания животных (стойловое и бесстойловое). При беспривязном содержании на животноводческих фермах используют групповые поилки, конструкция которых может быть очень проста. Рассмотрим принцип работы системы, рассчитанной на стойловое содержание для коров.
 
Система поения состоит из поилок, выполненных из различных материалов и имеющих различную емкость, которые соединяются по принципу сообщающихся сосудов водопроводом. Автоматикой поддерживается заданное количество воды. Конструкция системы может быть универсальной или предназначенной для определенных возрастов животных (молодняк, крупные животные). Как правило, в поперечном проходе предусмотрены баки с клапанным механизмом. Системы поения могут работать как от водопровода с заданным давлением, так и с любым давлением.
 
Обычно в состав таких систем входят автопоилки, магистральный трубопровод с накопительными баками. Одна корова может потреблять в день от 60 до 80 литров воды, а высокоудойные породы – до 130 литров в день. Автоматизированная система поения позволяет высвободить значительное число персонала для более важных работ.
 

Автоматические линии кормления

Автоматические линии кормления также различаются по ряду характеристик (для птиц, малого и крупного скота, по возрасту животных и т.д.). Рассмотрим конструкцию такой линии на примере молочного животноводства. Как правило, животные группируются по средней продуктивности. При бесстойловом содержании высокоудойные коровы кормятся на одной линии, коровы среднего удоя – на другой. При стойловом содержании животноводы могут задать точный объем корма для каждой коровы.
 
От точного распределения корма зависит уровень надоев. Животноводы могут по специальной формуле рассчитать индивидуальную потребность в кормах для отдельной особи. Решается также еще несколько важных задач. Например, при ручном кормлении проблематично подсчитывать точную дозировку корма для каждой коровы. Если количество корма для стада усреднить, то высокоудойные коровы могут получить значительно меньше корма, а низкоудойные коровы будут получать корм в избыточном количестве. Это приведет к снижению объемов производства на молочной ферме.
 
Кроме того, процесс кормления каждого животного при автоматизации можно довести до рекомендуемых 6-8 раз. Иными словами, отказ от ручного кормления приводит к тому, что в себестоимость молока теперь не включаются лишние расходы.
 
В последнее время появились роботы-кормораздатчики, чья вместимость достигает от 300 до 3000 кг корма. Это оборудование используется при привязном содержании. Пищевые компоненты поступают по специальному шлангу из бункера. Робот передвигается по монорельсе и управляется при помощи компьютера. С помощью программы задается количество корма для каждой коровы, а также количество процессов кормления. Более продвинутые модели роботов могут смешивать несколько видов компонентов, обеспечивая отдельно взятую особь необходимым суточным рационом.
 

Комплексная система управления стадом

Рассмотрим систему управления стадом на российской разработке «Электронное стадо». Авторы системы – Марат Дусаев и Камиль Исрафилов, рассказали, что их технология базируются на чипе, считывающем с чипа устройстве и базе данных (программное обеспечение для производителей и потребителей). Программное обеспечение авторы системы разрабатывают сами.

Чипы Т20 размером 2х12 мм из биосовместимого стекла производятся в России. У «Электронного стада» есть квота в два миллиарда чипов с уникальным кодом в международной системе ICAR. Чипы внедряются под кожу. Стоимость чипирования одной коровы составляет 600 рублей. Разработчики получают ежемесячный сервисный ежемесячный сбор с одной головы в размере девяти рублей.
  
Для наблюдения за стадом, пасущемся на вольных лугах, используется либо Wi-Fi сети, либо сети 3G. Для покрытия большой территории задействуется Wi-Fi оборудование Ubiquiti, дальнобойность которого составляет порядка 10-20 км. Если с животным что-то случилось, или необходимо провести с ним некоторые процедуры (стрижку, мытье, осеменение и т.д.), то животноводы на фермах получают электронное письмо с уникальным номером животного с рекомендуемым перечнем процедур на месяц.
 
При продаже части стада для потенциальных покупателей система позволяет отобрать определенных животных. Таким образом новый собственник получит животных с «историей», которую можно будет просмотреть с помощью специального софта.
 
Разработчики планируют в течение года перейти от чипов к меткам NFC, чтобы опознать животное и узнать всю информацию можно было с помощью планшетов и смартфонов. Это позволит отказаться от использования дорогостоящих сканеров.
 
В целом, любая комплексная система управления стадом выполняет следующие функции:
  • наблюдение за процессом дойки в режиме реального времени;
  • учет каждого животного в специальном журнале (кормление, ветеринарное обслуживание и т.д.); 
  • состояние стада в наглядном виде (графики, таблицы, схемы и т.д.); 
  • определение наступления периода половой охоты.
Система управления стадом позволяет выявить: 
  1. Изменение активности животного с помощью датчиков ускорения. Данные (хождение, бег, повороты головы, неподвижность) фиксируются каждые два часа;
  2. Определение наступления периода охоты позволит повысить эффективность осеменения;
  3. Контроль удоев предназначен для получения данных об интенсивности дойки, возможных инфекциях, позволит определить содержание солей в молоке и т.д. Это позволяет выявлять некоторые заболевания у коров (мастит и т.д.);
  4. Качественная выбраковка особей для их замены.

Система Heatime

Система контроля состояния здоровья и функции воспроизводства, или Heatime, предназначена для контроля состояния здоровья животного. Как правило, определение различных показателей происходит с помощью датчиков в специальном ошейнике.
 
Система позволит определить интенсивность жвачки. По каждой особи система может записать средние показатели жвачки, выявить отклонения от нормы, вывести номер животного. Животноводу остается только проверить животного и назначить лечение.
 
Система Heatime способна выявить снижение аппетита у отдельных особей. Причины этого могут быть разнообразны: некачественный корм, мастит, болезни суставов и т.д. Как правило, снижение аппетита можно зафиксировать с помощью снижения удоя, но продуктивность коровы снижается только после нескольких дней потери аппетита. Выход на прежние показатели лактации возможен в течение нескольких недель. Поэтому своевременное определение снижения аппетита помогает сократить возможные убытки.
 
Система Heatime позволит выявить наступление охоты у коров. Для этого используются датчики ускорения (см. выше).  

Комментарий эксперта

Андрей Синицин, генеральный директор компании «Стриж Телематика»:

Возможности «дальнобойной» телеметрии класса LPWAN хорошо вписываются в особенности автоматизации животноводства. Фермы находятся вдали от развитой инфраструктуры, нет покрытия GSM, стада на выпасе могут отходить от фермы на несколько километров, требуется высокая степень автономности носимых датчиков. LPWAN позволяет покрывать площади сетью в десятки километров одной станцией и обеспечить автономную работу компактных устройств в течение нескольких месяцев и даже лет.

Совместно с белорусской компанией «Распределённые сенсорные системы» мы занимаемся разработкой автоматизированной системы для выявления охоты крупного рогатого скота. Система проходила тестирование на фермах Республики Беларусь и показала свою коммерческую эффективность.

В основе датчика охоты лежит принцип постоянного мониторинга движений животного с помощью акселерометра. Во время охоты корова проявляет повышенную активность. Акселерометр получает данные о движении, обрабатывает их и сигнализирует о моменте наступления охоты у животного. Через базовую станцию на сервер датчик посылает сигнал и при подтверждении статистическим анализом данных на сервере отправляется сообщение сотрудникам фермы. Корова может находиться в пределах 50 километров от фермы на выпасе и при этом быть под контролем ветеринара.

Ветеринару не нужно больше отслеживать поведение коровы и «на глаз» определять период наступления охоты. От датчика животного ветеринарам на ПК, по SMS или даже в Telegram приходит оповещение о необходимости осеменения коровы. 

Ожидаемый экономический эффект в хозяйствах от внедрения системы оценивается в $60 на корову в год за счет сокращения межотёльного периода и количества необходимых осеменений. Срок окупаемости системы в типичном хозяйстве оценивается в 1-1,5 года при поголовном использовании носимых датчиков.

Подписаться на новости

Назад

Комментарии

Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений