Gegevens analyseren van looppatronen en klauwproblemen bij koeien

De onderzoekers rusten innovatiecentrum Dairy Campus uit met camera’s en antennes. Camera’s in de melkstal maken beelden van de klauwen. Camera’s die bij de uitloop van de melkstal hangen, registreren het looppatroon van koeien. De onderzoekers ontwikkelen vervolgens een algoritme dat afwijkingen van het looppatroon signaleert. De gegevens die hieruit rollen combineren ze met de gedragsgegevens uit de leefruimtes.

Om de videogegevens te combineren met gedragsgegevens krijgen de koeien een halsband met een sensor. Ook hebben ze in één van de leefruimtes camera’s geïnstalleerd. Antennes in de leefruimtes vangen de signalen van de sensor op waardoor ze de activiteiten van alle koeien kunnen volgen. De onderzoekers willen de data analyseren en opslaan met behulp van een moderne datawarehouse-infrastructuur die video- en trackingdata slim kan koppelen.

Uiteindelijk kunnen veehouders met zulke systemen de koeien die locomotieproblemen hebben er eerder uitpikken en de juiste zorg aanbieden. Daarnaast kunnen fokkerij-organisaties de gegevens gebruiken voor de fokkerij en selecteren op verminderde gevoeligheid voor infectieuze klauwaandoeningen.

Voortgang (juli 2023)

Sinds december 2022 is de infrastructuur op Dairy Campus zo ingericht dat de onderzoekers in totaal 112 dieren (verdeeld over 7 afdelingen) 24/7 nauwgezet kunnen volgen met trackingsensoren in de leefruimte en de wachtruimte. Deze gegevens worden enerzijds gebruikt om gedrag in de leefruimte te analyseren, anderzijds om beter te begrijpen hoe infecties, zoals Digitale Dermatitis, zich verspreiden in een stal. Daarnaast is de installatie voor het verzamelen van beeldmateriaal in de melkstal aangepast en is er een verbeterslag gemaakt om zowel een voorspelling te doen voor de aanwezigheid van Digitale Dermatitis als ook om deze voorspelling te koppelen aan het juiste standnummer. Om dit allemaal voor elkaar te krijgen, hebben de onderzoekers gewerkt aan een groot aantal aanpassingen en uitbreidingen op het systeem voor het verzamelen, controleren en opslaan van gegevens.

Sinds september 2022 zijn er ook een aantal tools ontwikkeld die de ruwe data van de camera’s en de trackingsensoren kunnen verwerken tot informatie of tot data voor verdere analyses. Zo is er een protocol voor het kalibreren van de verschillende camera’s, zowel individueel als in stereo. Dit is de basis geweest voor de ontwikkeling van een tool waarbij een 3D-punt gereconstrueerd kan worden door het combineren van beeldmateriaal van meerdere camera’s. De tool kan koeien in beeld herkennen, bepaalde punten van de koe omzetten naar 3D-punten en deze vervolgens volgen door de tijd en de ruimte. De ruwe data van de trackingsensoren worden zo bewerkt dat deze positiegegevens gekoppeld worden aan coördinaten in de stal. Beide datastromen (positie en 3D-punten) kunnen de onderzoekers vervolgens koppelen aan bepaald gedrag (herkauwen, vreten, drinken).

De bewerkte positiegegevens worden ook gebruikt om transmissiemodellen te ontwikkelen voor de infectieuze aandoening Digitale Dermatitis. Voor de aan- of afwezigheid van Digitale Dermatitis wordt een automatisch detectiemodel ontwikkelt dat gebruik maakt van de camera’s die in de melkstal zijn geïnstalleerd. Voor de ontwikkeling van dit model dienen de gegevens van de klauwbekapper als gouden standaard.

Ook is er gewerkt aan het automatisch monitoren van de locomotie van de dieren door het verzamelen van gegevens met behulp van camerabeelden in de uitloop van de melkstal. Deze gegevens worden geanalyseerd om het looppatroon door de tijd te volgen. In de toekomst kan dit gekoppeld worden aan het gedrag in de stal, of aan de aan- of afwezigheid van klauwaandoeningen als Digitale Dermatitis.