Для решения использовалась технология Deep learning, которая представляет собой совокупность методов машинного обучения, основанных на обучении представлениям, а не специализированным алгоритмам под конкретные задачи. Как показывает практика, нейронные сети позволяют решить множество прикладных задач с большей эффективностью, в сравнении с классическими подходами.
Подсчет поголовья на свинофермах – процесс, который происходит несколько раз в год и отнимает немало сил и ресурсов. Потому что, невзирая на технологический прорыв, животных сегодня считают так же, как и 100 лет назад – по головам, записывая число в блокнот. Однако точность подсчетов и организация оставляют желать лучшего. Почему?
По понятным причинам, инвентаризацию стада не могут проводить те же люди, которые работают на самой ферме. Приходится привлекать персонал, снимая его с другой работы, или вообще подтягивать ресурсы со стороны. Но чем больше на ферме посторонних, тем выше риск занести инфекцию. А, допустим, тот же вирус африканской чумы свиней, повлечет уничтожение всего поголовья – огромные убытки. Кроме того, свиньи – существа подвижные, довольно похожие между собой, без ярко выраженных индивидуальных особенностей, что в результате приводит к погрешностям при подсчете фактического поголовья.
Почему же до сих пор не удалось массово наладить автоматизированный подсчет животных?
В первую очередь именно из-за хаотичного движения последних и проблемы идентификации их уникальных черт. Подобные проблемы бросают серьезный вызов искусственному интеллекту так же, как и человеческому.
Точность подсчетов стоит на первом месте для нейронной сети. Однако в итоге хорошо обученная нейронная сеть может решить вопрос инвентаризации стада эффективно и экономно.
Эксперимент показал
Целью проверить все нюансы использования нейросети для подсчета свинопоголовья задались одно из крупнейших агропредприятий Белгородской области и компания «ЦентрПрограммСистем» - разработчик программного обеспечения, активно работающий в аграрной сфере.
Было решено автоматизировать подсчет поголовья свиней для повышения эффективности производственного и управленческого учета, а также корректного подсчета при перемещении и отгрузке животных.
«Комплексное решение представляет собой систему, состоящую из мобильного комплекса фото-видео фиксации и обработки изображений, модуля сбора, анализа и хранения данных, а также подсистемы формирования отчетности по заданным параметрам. Возможна реализация решения с применением квадрокоптера», - рассказал руководитель проекта Виктор Ментешов.
Процесс инвентаризации поголовья с применением разрабатываемого комплексного решения состоит из следующих действий:
- Оператор (возможно с применением квадрокоптера) производит фотосъемку животных с привязкой к позиции локации;
- Система распознает образы и ведет подсчет животных;
- Данные консолидируются и анализируются на сервере в разрезе станков, помещений, площадок и подразделений;
- Доступ к данным осуществляется централизованно (в том числе, через «мобильный клиент» и передачу оповещений через мессенджеры).
В настоящее время спроектированы и апробированы механизмы не только подсчета животных в станках, но и контроля процесса их перемещения –например, подсчет свиней при проходе через рампу на погрузку и дальнейшую транспортировку.
В ходе работы экспериментальной площадки достигнута высокая достоверность распознавания образов и результатов подсчета – 94 процента в станках, 99 процентов при проходе через рампу.
Программно-аппаратный комплекс удалось максимально адаптивность к условиям работы (свиноводы знают, насколько сложно поддерживать в рабочем состоянии электронику на фермах), выработаны оригинальная методология распознавания и алгоритм подсчета.
«Система универсальна, работает в мобильном и стационарном режимах, автоматически документирует результаты, может интегрироваться с другими системами при помощи API, результаты хорошо визуализированы. Работы по созданию системы начались с весны 2019 года, а в начале 2020 уже был получен патент на технологию», - рассказал Виктор Ментешов.
В данный момент происходит настройка системы бесконтактного измерения температуры животных, это сделает решение еще более полезным для свиноводов. Потому что ветеринары знают – большие проблемы на ферме могут начаться с небольшой лихорадки у одной-единственной свиньи.
Компания «ЦПС» готова к сотрудничеству с предприятиями животноводческой отрасли как в России, так и за рубежом в сфере использования нейросестей для нужд больших хозяйств.