PROYECTO INNOVADOR Empleo de Tecnologías para evaluar el estado de salud, bienestar y productividad en ganado.

 

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Hoy conocemos a: Infomicro Comunicaciones, partner del proyecto VIGIASAN

Infomicro Comunicaciones es una una empresa murciana, fundada en 2007, que desarrolla e integra soluciones en el ámbito de las comunicaciones. La empresa es desarrolladora oficial de software para sistemas Cisco, realizando tanto aplicaciones a medida como software paquetizado. En 2013, abrió una nueva línea de investigación y desarrollo en el campo del aprendizaje automático y la inteligencia artificial. El proyecto más destacado en este sentido es la creación de una línea de investigación en tecnologías del lenguaje y, en concreto, en reconocimiento de hablante, que ha permitido crear productos de identificación biométrica vocal, firma mediante voz o conversión de voz a texto. Tras los buenos resultados conseguidos en el ámbito de la voz, se creó una nueva empresa llamada Biometric Vox para explotar dichos productos y, además, Infomicro Comunicaciones abrió una nueva línea de investigación relacionada con el procesamiento de imágenes a través de técnicas de Inteligencia Artificial como el Deep Learning.

Actividades

Dentro del Proyecto de innovación Vigiasan, Infomicro Comunicaciones participa en todas las actividades relacionadas con la solución tecnológicas:

  • Instalación de la infraestructura tecnológica en granjas profesionales y comerciales que permita la captura, almacenado y procesamiento del vídeo de cada uno de los corrales.
  • Estudio, desarrollo y prueba del algoritmo para la detección automática de animales en secuencias de vídeo provenientes de las cámaras instaladas en cada corral.
  • Etiquetado o identificación y seguimiento individualizado de cada animal a lo largo del tiempo. Es fundamental no poder monitorizar a un animal sin confundirlo con otro el mayor tiempo posible.
  • Estudio y análisis estadístico para la detección de patrones de movimiento, tanto en los ensayos de detección temprana como de bienestar animal.
  • Desarrollo e implementación de algoritmo en tiempo real mediante una aplicación standalone de software.
  • Análisis de resultados. Tanto en los ensayos de detección temprana como de bienestar animal.

Estado actual

Actualmente, se ha desarrollado una primera versión de todas las fases del sistema. Se ha trabajado con imágenes de vídeos tomadas de 8 corrales de la Granja 5.0 de Vall Companys. En cada corral se crían de 10 a 16 animales. Las cámaras graban vídeos de un tamaño fijo en un disco duro en red.

El algoritmo actual de detección emplea una Red Neuronal entrenada con más de 1.500 imágenes de cerdos. Para realizar este entrenamiento es necesario etiquetar cada imagen, es decir, para cada imagen hay que indicar dónde se encuentra cada animal dibujando un rectángulo.

Una vez que se detectan los animales, hay que asignarles un número, si no se ha hecho ya, y en cada fotograma ir decidiendo qué animal del fotograma actual corresponde con el anterior. Esta es una tarea compleja ya que en el corral hay bastante densidad de individuos y se pueden llegar a mover de forma espasmódica y/o tapar unos a otros, por ejemplo, no es raro que un cerdo al desplazarse pase por encima de otro que está tumbado. El algoritmo de seguimiento está basado en uno muy eficiente pero concebido para personas en entornos menos controlados donde los individuos pueden entrar y salir de la escena. Dicho algoritmo se ha ido adaptando a las peculiaridades del problema, pasando de unos segundos a casi media hora de monitorización sin errores.

El comportamiento por ahora se basa en medir la cantidad de desplazamiento de los individuos. Estudios demuestran que aquellos animales infectados y con fiebre reducen sus movimientos de forma significativa. Esta significancia es difícil de detectar a simple vista, pero sí para un sistema que mide las 24 horas la actividad de cada animal.

El sistema de alarmas no es complejo, consiste en un modelar la actividad de un cerdo y detectar cuándo su actividad se desvía de su normalidad de los últimos días. Se han hecho análisis de la actividad de los animales y se confirma que dicha actividad es muy reducida.

Ilustración 1Imagen procesada del corral56 donde se puede ver las detecciones y etiquetas asociadas a cada animal. Los números con fondo negro indican la confianza de la detección, siendo 1.0 totalmente seguro.

Trabajo Futuro

En los próximos meses el esfuerzo se centrará en varios aspectos:

  • Implantación de nuevas cámaras con mayor calidad y un sistema que permita la automatización de la adquisición de los vídeos.
  • Mejora de la detección de animales. Aunque el algoritmo actual es bastante preciso, se ha demostrado que esta fase es clave de forma que cuanto más precisa y fiable sea la detección, más fácil y mejor funcionarán el resto del sistema.
  • Mejora del seguimiento de los cerdos. Aunque el sistema consigue hacer el seguimiento de todos los cerdos de un corral durante unos 20 minutos sin confundirse, cuando la actividad en el mismo es elevada, el objetivo es conseguir no “perder” a ningún animal durante días. Por ejemplo, una futura mejora será detectar cuándo un animal pasa por encima de otro y lo tapa.
  • Detección y seguimiento en modo nocturno. La detección y el seguimiento de los animales debe continuar por la noche para no “perder” a los animales.
  • Ampliar el tipo de actividades realizadas por los animales. La caracterización del comportamiento de los animales y la detección de posibles infecciones no debe estar sólo basada en el desplazamiento de los mismos. Por ejemplo, que el sistema pueda discernir si un animal está tumbado o de pie, bebiendo agua o comiendo, pueden ser parámetros importantes a incluir en el modelo de la actividad de cada animal.

A largo plazo

El desafío que plantea el proyecto no es sencillo, el seguimiento de los animales 24/7 es una tarea compleja que estamos abordando paso a paso. No obstante, tenemos mucha confianza en que llegaremos a buen puerto y conseguiremos, antes o después, una solución integral comercial que permita una medicina preventiva en las granjas. Esta solución mejorará el bienestar animal y reducirá significativamente los costes sanitarios del ganadero gracias a la detección temprana de problemas infecciosos, lo que mejorará la producción y rentabilidad de la granja. Esperamos tener la primera versión de este producto en un año y que siente las bases para ir mejorándolo con nuevas funcionalidades como el estudio del comportamiento animal y la optimización de recursos. Esperamos que este producto tenga buena acogida en el sector y permita digitalizar y modernizar las granjas haciéndolas más competitivas.

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Proyecto financiado por

UNION EUROPEA - FONDO EUROPEO DE DESARROLLO RURAL Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación Programa Nacional de Desarrollo Rural Comisión Europea

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