The Youngsters - Artificial Intelligence at the edge to support young animals for a sustainable smart farming.
In dit project wordt onderzocht hoe een combinatie van verschillende sensormethoden en kunstmatige intelligentietechnologieën, die gedrag (o.a. interactie), positie, activiteit, gewicht, temperatuur en hartslag op of in de omgeving van de jonge biggen en kalveren kunnen detecteren, inzicht kunnen geven. Met als doel meer inzicht in het welzijn van jonge dieren (net geboren kalveren en biggetjes) te krijgen en met die kennis het dierenwelzijn verder te verhogen.
We spraken in november 2022 met prof. dr. Paul Havinga. Paul is hoogleraar Informatica bij de afdeling Computer science van de Universiteit Twente en Director Science bij TNO - ICT. Hij promoveerde in 2000 aan de Universiteit Twente op het proefschrift "Mobile Multimedia Systems". Hij is ook gastprofessor Smart IoT-systemen aan de Nanchang University in China. In mei 2007 ontving hij de ICT Innovation Award voor de succesvolle kennisoverdracht van universiteit naar industrieel gebruik. In juni 2007 ontving hij de "Van den Kroonenberg prijs" voor het succesvol zijn van een innovatieve ondernemer.
Smart Solutions for horti- and agriculture
Met het "Smart Solutions for horti- and agriculture" programma stimuleert NWO funderende en precompetitive onderzoeksprojecten. Zo wil NWO de kennisbasis versterken en interdisciplinair onderzoek stimuleren dat leidt tot toepasbaarheid van kennis binnen en tussen de topsectoren Agri&Food, Tuinbouw & Uitgangsmaterialen, High Tech Systemen en Materialen en ICT. The Youngsters loopt van januari 2020 tot eind 2025.
Partners
Bij alle onderzoeken wordt de industrie nauw betrokken, aldus Paul. “We willen met onze onderzoeken daadwerkelijk een probleem in de samenleving of bij een bedrijf oplossen.” Een belangrijke partner hierbij is Nedap (divisie livestock), waar de Universiteit Twente al langer mee samenwerkt. Nedap creëert hardware en software oplossingen die echte waarde hebben; ‘Technology for Life’. TNO is betrokken in relatie tot het delen van data in de keten. Naast de Universiteit Twente is de Universiteit van Wageningen (WUR) wat later aangesloten en brengt met name hun kennis van dieren in. De WUR buigt zich tevens over de vragen hoe de techniek uiteindelijk ingebed kan worden in de bedrijfsvoering en ook over wat je voor het dier zelf kunt doen.
Senso-data-analytics
Het doel van het onderzoek is meer inzicht te krijgen in de fysieke wereld met behulp van slimme ICT-technologieën en bestaat uit drie stappen.
Stap 1 sensoring, door middel van slimme sensoren kan de omgeving gemonitord worden, vervolgens wordt de informatie van de sensoren gecombineerd (stap 2 communicatie). En tenslotte - maar vooral real time - vindt er data analytics plaats, stap 3.
Verschillende sensoring methoden
Sensoren worden al jaren gebruikt in allerlei toepassingen. Door steeds te innoveren kunnen sensoren echter beter en voor meer doeleinden gebruikt worden. Bij Youngsters wordt o.a. gebruik gemaakt van millimetergolven. Millimetergolven - vaak aangeduid als mmWaves of high-band 5G - zijn frequenties vanaf 24 GHz en verder. Naarmate radiogolven in frequentie toenemen, wordt elke golf kleiner in lengte. “We doen dit omdat we in dit geval op afstand moeten meten en we de fysiologische condities willen meten. Deze techniek hebben we ook eerder ingezet bij een onderzoek rondom dementie, Entwine.
“Radiosignalen worden beïnvloed door levende wezen en deze veranderingen in signalen (verstoringen) meten wij op deze manier. Daarnaast testen we ook met infrarood.”
Uitdagingen
De eerste dagen in het leven van jonge dieren worden gezien als een kritieke periode. Extra aandacht van de verzorger en alertheid is vereist. Sensoring bij hele jonge dieren is niet mogelijk, daarom is er ook gekozen voor methoden om op afstand metingen te kunnen verrichten. Omdat deze jonge dieren vaak door elkaar krioelen is het afzonderlijk meten lastig, zeker bij biggetjes. Meten en toegang krijgen tot dieren is immer een uitdaging i.v.m. de wet- en regelgeving maar ook de praktische toegang om goed bij de dieren komen is vaak een uitdaging. “We hadden niet gedacht dat toegang tot het dier zo lastig zou zijn. We zijn dan ook gestart met onderzoek bij dieren die makkelijker toegankelijk zijn zoals katten en paarden. We doen toch ook al andere experimenten met paarden dus kunnen daar tegelijkertijd kennis opdoen.” Een andere uitdaging is het goed installeren van de apparatuur en zorgen dat deze ook werkend blijft in een stal. “Om die reden vindt er nu ook onderzoek plaats met varkens op een kinderboerderij in Enschede, de ruimte is groter en we kunnen er makkelijk bij.”
Ideale uitkomst
Paul geeft aan dat er twee zaken zijn die er dan uitspringen. “In de eerste plaats het maken en evalueren van de techniek en kunnen kijken wat de effecten daarvan zijn om het welzijn van de dieren te verbeteren. Daarnaast zou het een mooi resultaat zijn wanneer het product daadwerkelijk in gebruik wordt genomen door Nedap. Dierenwelzijn staat bij the Youngsters voorop.”
