Information and communication technologies & electronics (ICTE)-based livestock biosignals monitoring system

A aposta na aplicação das tecnologias da informação e comunicação & eletrónica (TICE) na agropecuária tem seguido um compasso muito rápido e muito diversificado. Com a adoção de tecnologias cada vez mais eficientes e modernas, a agricultura no geral melhora a sua competitividade e a produção é realizada de forma mais sustentável. O uso intensivo das TICE neste setor tem visado a criação de soluções integradas que originem ganhos efetivos em produtividade, sustentabilidade e qualidade económica, social e ambiental. As TICE dirigidas à monitorização de gado apresentam algumas características comuns. O posicionamento preciso e geolocalização a partir do GPS, o mapeamento geográfico, os sensores e os sistemas de comunicação constituem um sistema completo e de extrema precisão no que toca à monitorização de sinais vitais. Dentro da eletrónica, inclui-se ainda a aquisição e o processamento de dados, dirigida ao controlo, regulação e atuação. Estas vertentes da tecnologia aliadas a uma extensa pesquisa acerca de saúde veterinária permitem a criação de um sistema de monitorização precisa. Neste artigo é proposto um sistema de monitorização de gado com base nas TICE desenvolvido sob a forma de coleira, que permitirá avaliar o batimento cardíaco e temperatura de cada animal. A avaliação correta destes dois parâmetros apenas, revela-se muito útil para grande parte das patologias e anomalias que constituem perdas económicas para os produtores. Com uma monitorização precisa, é possível contrariar esses efeitos negativos na produção animal.The focus on the application of information and communication technologies & electronics (ICTE) in agriculture has been very fast and very diversified. With the adoption of increasingly efficient and modern technologies, agriculture in general improves its competitiveness and production is carried out in a more sustainable way. The intensive use of ICTE in this sector has been aimed at creating integrated solutions that generate effective gains in productivity, sustainability and economic, social and environmental quality. ICTEs aimed at monitoring livestock have some common characteristics. Precise positioning and geolocation from GPS, geographic mapping, sensors and communication systems constitute a complete and extremely accurate system for monitoring vital signs. Within the electronics, it also are included the data acquisition and processing, directed to the control, regulation and performance. These technologies, coupled with extensive veterinary health research, enable the creation of an accurate monitoring system. This paper includes a proposal for a ICTE-based livestock monitoring system developed as a collar, which will allow the evaluation of the heart rate and temperature of each animal. The correct evaluation of these two parameters only, proves to be very useful for many of the pathologies and anomalies that constitute economic losses for the producers. With precise monitoring, it is possible to overcome these harmful events to the livestock.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Use of sensors and other modern technologies for improving management in the herd of diary cows

Tako v Evropi kot v svetu postajajo črede krav molznic vse večje. Zaradi vse večjega števila živali na enem mestu ter zaradi potrebe po izboljšanju managementa v velikih čredah, je potreba po senzorski tehnologiji skoraj neizbežna. Senzorje največkrat povežemo z velikimi čredami, vendar so se zaradi nenehnega razvoja senzorskih in drugih pametnih tehnologij, ter posledično cenovne dostopnosti, le-ti razširili tudi na manjše črede. S pomočjo senzorjev in drugih pametnih tehnologij, kot so robotska molža, avtomatski krmilniki, avtomatsko napajanje in krmljenje telet, ter drugimi avtomatskimi postopki lahko učinkovito spremljamo dogajanja v čredi. S pomočjo senzorskih tehnologij lahko v zgodnji fazi odkrivamo določene zdravstvene težave, kot je npr. šepavost, odkrivamo pojatve, zaznamo začetek telitve, prisotnost stresa in še marsikaj drugega. Namen diplomskega dela je opisati in predstaviti nekaj najpogostejših tehnologij in senzorjev, ki jih rejci uporabljajo v čredah krav molznic, prednosti in slabosti teh senzorskih tehnologij ter predstaviti samo delovanje le teh. V diplomski nalogi želimo predstaviti tudi vpliv uporabe senzorjev ter drugih modernih tehnologij na same proizvodne rezultate ter na izboljšanje managementa v čredi krav molznic.As in Europe as in the world, dairy cattle herds are becoming larger and larger. Due to the increasing number of animals in one place and the need to improve management in large herds, the use of sensory technology is almost inevitable. Sensors are usually associated with large herds, but due to the constant development of sensors and other smart technologies, and consequently affordability, they have been extended to the smaller herds. Using sensors and other smart technologies such as robotic milking, automatic concentrate feeder for cows, automatic calf feeder, and other automated procedures, we can effectively monitor the events in the herd. With the help of sensors technologies, we can detect certain health problems at an early stage, such as, for example, laminitis, we detect oestrus or the beginning of calving, the presence of stress, and much more. The purpose of the B. Sc. Thesis is to describe and present some of the most common technologies and sensors used by breeders in dairy herds, the advantages and disadvantages of these sensors technologies, and to present the usage of them. In this B. Sc. Thesis, we want to present the influence of the use of sensors and other modern technologies on the production results themselves and on the improvement of management in the dairy cow herd

Umfrage zum aktuellen und zukünftigen Tätigkeitsfeld von Tierärzten auf Milchviehbetrieben

Der landwirtschaftliche Strukturwandel in Deutschland beinhaltet eine tendenzielle Entwicklung von milchproduzierenden Betrieben zu steigender Tierzahl und höherer Milchleistung sowie zu mehr Spezialisierung und größerem Fachwissen der Landwirte. Dieser Fortschritt wirkt sich auch auf angrenzende Wirtschaftszweige der Landwirtschaft aus, wie zum Beispiel auf die Veterinärmedizin. Tierärzte wurden seit jeher für die Tiergesundheit auf landwirtschaftlichen Betrieben zu Rate gezogen, jedoch wird von vielen Quellen beschrieben, dass Nutztierveterinäre immer weniger zu kurativen Notfällen als zu beratenden Aspekten benötigt werden. Diese Beraterposition birgt mögliche Konkurrenzsituationen zu dem Fachwissen der Landwirte selbst und externen Fachberatern, außerdem stellt sie das bisherige Ausbildungsprogramm junger Tierärzte infrage. Ziel dieser Studie ist es zu ermitteln, für welche Aspekte milchliefernde Landwirte der Bundesrepublik Deutschland Tierärzte derzeit benötigen und wie sie den Bedarf an tierärztlicher Tätigkeit in zehn Jahren einschätzen. Durchgeführt wurde eine online-Umfrage von Anfang Oktober bis Ende November 2018, die über verschiedene Vereine, Verbände, Landwirtschaftskammern und Zeitschriften den Landwirten zugänglich gemacht wurde. In der Umfrage werden die Teilnehmer überwiegend nach Charakteristika und Leistungen eines für sie idealen Tierarztes in der heutigen Zeit und in der Zukunft befragt. Die Ergebnisse der 1053 teilgenommenen Landwirte werden mittels MS Excel und SPSS Statistik-Programm analysiert und Unterschiede zwischen den Resultaten mit Chi-Quadrat-Tests auf Signifikanzen überprüft. Die Probanden werden nach verschiedenen Kriterien in Gruppen eingeteilt: Bis zu 30 Jahre alte Teilnehmer werden als junge Landwirte bezeichnet, deren Antworten für die Fragestellung der zukünftigen tierärztlichen Tätigkeiten von besonderer Relevanz sind. Betriebe, die eine Milchleistung von über 10.000 kg angeben und über 500 Kühe halten, bilden die Gruppe der progressiven Betriebe, die im Rahmen des Strukturwandels den Betrieb der Zukunft darstellen. Des Weiteren werden die Teilnehmer nach Standort ihres Betriebes in die Regionen Nord-West, Ost und Süd gegliedert, um regionale Tendenzen ausmachen zu können. Die Mehrheit der Befragten bewertet es als wichtig, dass eine ideale Tierarztpraxis rund um die Uhr für Notfälle erreichbar ist (83%), eine kurzfristige Medikamentenabgabe ermöglicht (82%), Fachtierärzte für Rinder beschäftigt (78%) und auf Milchrinder spezialisiert ist (73%). Mit dem tiermedizinischen Leistungsangebot ihrer Region zeigen sich 63% der Landwirte zufrieden. Ein idealer Tierarzt sollte ein verlässlicher Partner in schwierigen Zeiten sein (89%), sich Zeit für Diskussionen und Gespräche nehmen (84%) und eine Fachtierarztausbildung für Rinder absolviert haben (67%). In Zukunft wird für 71% der teilnehmenden Landwirte der Tierarzt als verlässlicher Partner und für 63% der Fachtierarzt für Rinder an Bedeutung zunehmen. Dass die Landwirte Medikamente zur eigenständigen Behandlungsfortführung erhalten, ist 85% von ihnen wichtig. Acht der zehn erfragten kurativen tierärztlichen Leistungen sind für mehr als die Hälfte der Teilnehmer wichtig, sowohl Notfallmaßnahmen wie das Beheben von Geburtskomplikationen (89%) und das Durchführen von Operationen (88%), als auch Routineleistungen wie die Behandlungen von Milchfieber (69%) oder Mastitiden (68%). Keine der Leistungen wird in der Zukunft für die Mehrzahl der Teilnehmer an Wichtigkeit gewinnen. Tendenziell wird die kurative tierärztliche Arbeit von Landwirten, die an einer ITB teilnahmen oder daran Interesse zeigen, wichtiger bewertet. An einer ITB nehmen 50% der Landwirte teil und von denjenigen, die nicht teilnehmen, bekunden aber 55% Interesse. Fünf der neun erfragten möglichen Leistungen in der ITB werden von der Mehrheit der Teilnehmer als wichtig bewertet – vor Allem das Erkennen und Bekämpfen subklinischer Erkrankungen (72%) und die Tiergesundheitsprophylaxe (70%). In Zukunft wird hauptsächlich die Tiergesundheitsprophylaxe (62%) und die Fruchtbarkeitsberatung (54%) an Bedeutung zunehmen. Im Falle eines neuen Herdenproblems ist den Teilnehmern das Beraten mit ihrem Tierarzt (84%), das selbständige Auswerten von Herdendaten (59%) und das Beraten mit einem entsprechenden Fachberater (57%) am wichtigsten. Besteht ein Herdenproblem schon über einen langen Zeitraum, so bewerten 73% der Landwirte das Beraten mit ihrem Tierarzt, 60% das Beraten mit dem Fachberater und 51% das eigenständige Auswerten von Herdendaten als bedeutsam. Die Mehrzahl der Landwirte sieht Gründe für eine Reduktion tierärztlicher Bedeutung in einem besseren Management, das Krankheitsfälle verhindern (67%) und in einer besseren technischen Ausstattung, die Krankheitsanzeichen früher erkennen wird (62%). Unseren Ergebnissen nach genießt der Tierarzt unter deutschen Landwirten ein hohes Ansehen. Sowohl kurative als auch beratende Tätigkeiten werden als sehr bedeutsam eingestuft. Die kurativen Leistungen verlieren zukünftig nicht an Relevanz, aber vermutlich an Frequenz. Die Beratungsthemen werden sich überwiegend auf Tiergesundheitsaspekte beschränken. Insbesondere zwischen den Regionen zeigen sich große Unterschiede in den Bewertungen der tierärztlichen Leistungen. Die ITB stellt ein wirksames Instrument dar, Landwirte kurativ und beratend zu binden und eine langfristige Zusammenarbeit zu sichern. Ziel sollte die fachliche Qualifizierung und Spezialisierung von Tierärzten sein, um den stetig steigenden Ansprüchen der Klienten gerecht zu werden

Machine learning models for predicting decisions to be made by small scale dairy farmers in Eastern Africa

A Dissertation Submitted in Partial Fulfilment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Information and Communication Science and Engineering of the Nelson Mandela African Institution of Science and TechnologyIn dairy, lack of decision support tools for identifying farmers' needs and demands have caused many programs, strategies, and projects to fail. This has led to the inefficient and fragmented allocation of scarce development resources. This study demonstrated how machine learning (ML) can be used as a tool to bridge this gap; by developing ML models to be used in identifying factors that can influence farmers decisions, predicting decision to be made by a farmer and forecast on farmers demands regarding to their specific need or service. Four countries: Ethiopia, Kenya, Tanzania and Uganda were selected for this study. In the course of the study four models were developed one for each country with regard to the usage of animal supplements, keeping of exotic animals, use of Artificial insemination (AI) as breeding methods and animal milk productivity. Data was collected through face to face interviews, from a total of 16 308 small scale dairy farmers in Ethiopia (n = 4679), Kenya (n = 5278), Tanzania (3500) and Uganda (n = 2851). The decision tree algorithm was used to model categorical problems (use of supplement and breeding decision), which attained the accuracy of 78%-90%. Moreover, K-nearest neighbor was employed for numeric problems (keeping of exotic animals and animal milk productivity) with an accuracy of 0.78-0.96 Adjusted R The use of ML techniques assisted in classifying farmers based on their characteristics and it was possible to identify the key factors that can be taken then prioritized to improve the dairy sector among countries. Also, the results of this study offer a number of practical implications for the dairy industry where the proposed ML models can enable decision-makers in developing the National Dairy Master Plan and design policies that promote the growth of smallholder dairy farming. Moreover, these models shade light to potential service providers and investors who want to invest in dairy to identify potential areas or groups of farmers to focus with. 2 value

Non-Invasive Sensor Technology for the Development of a Dairy Cattle Health Monitoring System

The intention of this research is to establish a relationship between dairy cattle diseases with various non-invasive sensors for the development of a health monitoring system. This paper expands on the conference paper titled “Sensor technology for animal health monitoring” published in the International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems (s2is) for the proceedings of International Conference on Sensing Technology (ICST) 2014. This paper studies and explores particular characteristics of dairy cattle’s health and behavioural symptoms. The aim is to consider the nature of the diseases a cow may have and relate it with one or many sensors that are suitable for accurate measurement of the behavioural changes. The research uses ontological relationship mapping or ontology matching to integrate heterogeneous databases of diseases and sensors and explains it in detail. This study identifies the sensors needed to determine illnesses in a dairy cow and how they would be beneficial for the development of non-invasive, wearable, smart, dairy cattle health monitoring system to be placed on the cows’ neck. It also explains how the primary sensors identified by this research can be used to forecast cattle health in a simple, basic manner. The scope of this paper is limited to the discussion about the non-invasive, wearable sensors that are needed to determine the cattle diseases. We focused only on non-invasive sensors because they are easy to install on cows and no training is required for them to be installed as compared to invasive sensors. Development of such a system and its evaluation is not in the scope of this paper and is left for our next paper