PROSJEKT
Del artikkel
PROSJEKT
Del artikkel
Vårt søsterselskap, Data Respons Solutions introduserer “3D Svin TV”, en løsning for automatisk vektovervåkning av husdyrbestand vha. kunstig intelligens. Løsningen gir daglige, rutinebaserte vektmålinger av dyrene, og gir bonden eksakte verdier for utviklingen på individ- og gårdsnivå.
Kunden, dol-sensors, lanserte nylig et 3D-kamera som bruker kunstig intelligens for å overvåke vekten til svin. Kameraet er drevet av et skreddersydd maskinlæringsprogram, som gir bonden mulighet til å bestemme nøyaktig når dyrene skal transporteres videre. Data Respons Solutions har bidratt med en skreddersydd og robust prosesseringsplattform.
dol-Sensors er et dansk AgriTech-selskap som designer, produserer og markedsfører intelligente kapasitive sensorer, klimasensorer og styringssensorer som veieinstrumenter og skytjenester for husdyrhold og fôrindustri. dol-Sensors har over 40 års erfaring innen jordbruks-sensorindustrien, og produserer mer enn 250.000 sensorer i året.
Husdyrbønder og utstyrsleverandører sliter med å optimalisere forvaltningsstrategien på grunn av manglende informasjon om dyrenes vekt. Denne løsningen gir dem muligheten til å overvåke daglig vekt og vektøkning, optimalisere fôrings-, sorterings- og transport-strategier, identifisere dyr med lav ytelse, forutse vekt ved slakting, samt når de kommer til å være slakteklare. Dette gjør hele produksjonen raskere, mer kostnadseffektiv og bærekraftig.
Kameraet, som er drevet av skreddersydd maskinlæringsprogramvare, gir bonden et godt grunnlag for å bestemme det eksakte tidspunktet dyrene bør fraktes.
Maskinlæringsalgoritmen er utviklet og trent slik at iDOL 65 kameraet får bestemt dyrevekt med en nøyaktighet på ±2.7 prosent. Denne imponerende presisjonen er oppnådd ved å trene systemet på over 1 million bilder.
– Vi er det første AgriTech selskapet som har klart å oppnå en slik grad av presisjon, selv om idéen om å estimere vekten av et svin vha. et kamera har vært til stede i cirka 20 år. Det å trene maskinlæringsalgoritmen har vært akilleshælen til andres forsøk på å utvikle lignende systemer, sier Kartheeban Nagenthiraja, CEO dol-sensors.
I følge Kartheeban Nagenthiraja kan et system basert på kameraer være til stor fordel for bonden, både i bestemmelser om hvilket fôr som skal brukes, samt forutse når dyrene har fått stor nok vektøkning til at de kan slaktes.
Innhenting av nok data til å trene algoritmen har vært den største utfordringen. Det er relativt lett å anskaffe visuell data for 15 dyr for eksempel, men det er langt fra nok. Når vi begynte å jobbe med kameraets programvare for tre år siden, ble mye av tiden brukt til å anskaffe den korrekte dataen. Det er ikke tilstrekkelig med mange bilder, man må også ha den eksakte vekten på dyret og kunne knytte den til riktig bilde, forklarer Kartheeban Nagenthiraja.
Utviklingsteamet hos dol-sensors fant opp en løsning og festert en RFID-brikke på ørene til svinene og plasserte et kamera og en RFID-leser nærme fôringssystemet. Videre installerte de en vektmåler med enda en RFID-leser for å bestemme vekten til hvert dyr. Denne strukturen ga de mulighet til å gjennomføre automatisk datainnsamling av både visuelle og faktisk vektdata og knytte dem sammen.
– Målet vårt var å oppnå 3 prosent presisjon på målingene, som betyr at system kan klare å estimere vekten på et 100 kilos dyr til mellom 97 og 103 kilo. Vi oppnådde målet, og er nå nede i 2.7 prosent feilmargin. Vi jobber fremdeles med finjustering av algoritmen for økt presisjon, og har derfor designet kameraet for å kunne oppdatere programvaren.
Akkurat som programvaren, så var ikke maskinvaren rett frem å lage. I første omgang måtte kameraet bli designet til å motstå miljøet hos svineprodusenter. Støv og ammoniakk sørger for at elektronikken må være fullstendig innkapslet, og ettersom en gjennomsnittlig bonde trenger cirka 30 til 40 kameraer, må enheten være kostnadseffektiv og laget med høykvalitetskomponenter.
– Vi startet med et billig kamera og et kretskort kjøpt fra Alibaba, forteller ingeniør og prosjektleder hos dol-sensors, Martin Svalgaard.
– Vi beholdt det billige kameraet, men kjente tidlig behovet for en bedre prosesseringsplattform. Data Respons Solutions klarte å levere rett løsning til rett pris. iDOL 65 kjører på en NXP iMX8 ARM-basert embedded plattform med en Intel-basert kameraløsning med nok kapasitet til fremtidige oppgraderinger. Data Respons Solutions gjorde en utmerket jobb, og vi er svært fornøyd med samarbeidet.
Videre har utviklingsteamet jobbet nært sammen med en utviklingsingeniør fra Data Respons Solutions for å knytte sammen maskinvaren til applikasjonen. Enheten bruker NXP’s konfigurasjon for en Linux-distribusjon. I tillegg har Data Respons Solutions bidratt til å sikre iDOL 65 kameraet mot uautorisert tilgang.
Under utviklingen av enheten oppsto det noen uventede problemer som dol-sensors’ ingeniøren måtte løse, hovedsakelig flueavføring. Fluene tiltrekkes av varme områder, og ettersom enhetene gir fra seg varme under bruk, begynte det å dukke det opp mange svarte prikker som dekket til kameralinsene. Dette reduserte naturligvis ytelsen på systemet.
– Vi endret utlegget til elektronikken slik at området rundt kameralinsen ikke ble varmet opp like mye. Dette løste problemet, forklarer Martin Svalgaard.
I følge dol-sensors, har en bonde som bruker det fulle potensialet til iDOL 65 kamerasystemet kunne økt fortjenesten med 70 DKK (9 EUR) per svin.
Den økte profitten kommer både fra å kunne sende dyrene til slakteriet til rett tid og vekt, og ved å optimalisere andre prosesser, som å bestemme sammensetting av fôrblandingen og når man bør endre den.
I fremtiden vil utviklingsteamet til dol-sensors’ se på muligheten for å bruke innsamlet data til å ikke bare bestemme svinenes vekt, men også den fysiske tilstanden ved å for eksempel analysere bevegelsesmønstre.
Dol-sensors planlegger å selge rundt 5 000 kameraer ila. de neste 5 årene for å integrere deres eget gårdsdriftsystem, og som et OEM-produkt for andre aktører i gårdsdriftsindustrien.
R&D Manager