Detección del comportamiento de los cerdos mediante IA
Desde cámaras en granja hasta modelos inteligentes
En la selección genética moderna de cerdos, los últimos avances en visión artificial pueden contribuir a la vigilancia automatizada y facilitar nuevos conocimientos sobre el comportamiento y la salud de los animales. Al combinar la tecnología de vídeo con la inteligencia artificial, Topigs Norsvin puede detectar tanto los comportamientos deseados como los indeseados de forma más eficaz que con los sistemas manuales tradicionales.
Imagen destacada: Øyvind Nordbø and Muhammad Umair Hassan forman parte del equipo de Topigs Norsvin que lidera el desarrollo de modelos de inteligencia artificial para la detección del comportamiento de los cerdos
Los cerdos comunican su estado de salud y bienestar mediante interacciones sociales, posturas y patrones de movimiento. Las desviaciones respecto a la dinámica normal del grupo se consideran comportamientos indeseados, que pueden comprometer el bienestar, la salud y la productividad de los cerdos. Estos comportamientos suelen deberse a factores ambientales, como el hacinamiento o unas instalaciones poco estimulantes, y pueden provocar lesiones, un menor crecimiento y un aumento del estrés.
Topigs Norsvin ha desarrollado modelos de aprendizaje automático basados en la inteligencia artificial (IA) para automatizar la observación de comportamientos indeseados. Muhammad Umair Hassan, Øyvind Nordbø y Kristine Hov Martinsen han sido los principales impulsores de este proceso de investigación y desarrollo.
¿Cuál es el potencial de los modelos basados en IA para los rasgos de comportamiento?
«La combinación de la videovigilancia y la inteligencia artificial se está convirtiendo en una herramienta importante para analizar los rasgos de comportamiento del ganado», afirma Hassan. «En nuestro programa de cría, estas tecnologías allanan el camino para una selección más específica, lo que nos ayuda a criar cerdos más sanos, menos estresados y mejor adaptados a su entorno».
«Actualmente estamos desarrollando modelos informáticos capaces de detectar y registrar automáticamente comportamientos indeseados, patrones que son difíciles o incluso imposibles de captar manualmente».
«El objetivo es recopilar datos exhaustivos, fiables y objetivos sobre los rasgos de comportamiento, de modo que podamos incluir estos rasgos en los programas de mejora genética de Topigs Norsvin en el futuro. Además, un seguimiento continuo y objetivo puede ayudar a detectar posibles problemas, como el mordisqueo de la cola en instalaciones para cerdos de cola larga u otros comportamientos relacionados con el estrés, lo que favorece una gestión proactiva y mejora el bienestar animal».
¿Qué rasgos son relevantes para el análisis basado en la inteligencia artificial?
«Nos centramos en detectar una serie de comportamientos indeseados, como el mordisqueo de la cola y de las orejas, los empujones con el hocico en el vientre e indicadores de bienestar, como la posición de la cola», explica Hassan. «El mordisqueo de la cola es especialmente problemático en los cerdos en fase de crecimiento y engorde, y se considera uno de los comportamientos más perjudiciales en la producción porcina. El mordisqueo de las orejas y los empujones con el hocico en el vientre también son indicadores claros de malestar y estrés».
El proceso de desarrollo
Topigs Norsvin está desarrollando modelos basados en inteligencia artificial mediante un enfoque estructurado en cuatro fases que combina datos de vídeo, anotaciones manuales y técnicas de aprendizaje automático para permitir la detección automática de rasgos de comportamiento en los cerdos
Las grabaciones de vídeo procedentes de cámaras instaladas en las granjas porcinas se introducen en modelos de aprendizaje automático. El equipo de investigación etiqueta manualmente los datos en función de rasgos como las mordeduras de la cola, golpes con el hocico en el vientre, mordeduras en las orejas y posición de la cola. Tras el etiquetado, los datos se procesan y limpian antes de utilizarse para entrenar los modelos.
1.
Anotación
Todas las anotaciones de comportamiento deben crearse desde cero, lo que hace que el etiquetado manual de los datos sea un paso que requiere mucho tiempo.
2.
Preprocesamiento de datos
Los datos se normalizan y, a continuación, se dividen en conjuntos de entrenamiento, validación y prueba..
3.
Entrenamiento del modelo
Los datos depurados se utilizan para entrenar el modelo de aprendizaje automático con el fin de que reconozca patrones de comportamiento.
4.
Pruebas y validación
Se evalúa la precisión del modelo utilizando datos de referencia para garantizar un rendimiento fiable.
Resultados de predicción del modelo entrenado: (a) Se registra un episodio de mordedura de la cola con una puntuación de confianza del 34 %. Las imágenes (b) y (c) muestran un comportamiento de rozamiento del vientre registrado en diferentes intervalos de tiempo y con diferentes puntuaciones de confianza. (d) La posición de la cola (cola hacia abajo) y la mordedura de la cola se registran en el mismo fotograma, pero con diferentes puntuaciones de confianza.
Resumen
El uso de la tecnología de IA en el análisis del comportamiento porcino está allanando el camino para conseguir cerdos más sanos y resistentes. Los modelos de IA desarrollados permiten la detección automática de problemas de comportamiento que antes resultaban difíciles de observar. El plan consiste en integrar estos rasgos de comportamiento medidos de forma objetiva en el programa de cría, lo que permitirá una selección orientada a mejorar el bienestar y reducir la incidencia de comportamientos relacionados con el estrés.
Sigue leyendo para saber más: Mejorar significa imitar al cerebro
Para mejorar el rendimiento de las predicciones, el equipo de investigación de Topigs Norsvin está trabajando en un modelo de IA optimizado. Inspirándose en la forma en que el cerebro humano percibe el movimiento, el nuevo modelo procesa el vídeo a diferentes velocidades de fotogramas y resoluciones para detectar comportamientos indeseables con mayor precisión.
No te pierdas más información sobre cómo Topigs Norsvin está creando y entrenando estos modelos.
Criamos carne de cerdo sostenible
En tiempos de cambio climático, en los que la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero es una prioridad absoluta, el cerdo desempeña un papel clave en el suministro sostenible de proteínas de alta calidad a una población mundial en crecimiento. Topigs Norsvin asume la responsabilidad de criar cerdos que prosperen en los entornos de producción del futuro: más fuertes, más sanos y más eficientes.
IA Y SOSTENIBILIDAD
El bienestar y el comportamiento animal son elementos fundamentales de una producción sostenible. Mediante el uso de la IA para analizar el comportamiento de los cerdos, podemos identificar signos tempranos de estrés o anomalías. Esto permite mejorar el bienestar y realizar una gestión proactiva, además de contribuir a nuestro objetivo de integrar los rasgos de comportamiento en nuestros programas de mejora genética.
USO RESPONSABLE
El creciente uso de la IA conlleva importantes consideraciones éticas, como la transparencia, los sesgos y el uso responsable de los recursos. En Topigs Norsvin, mediante el uso de la IA en el desarrollo de tecnologías relacionadas con el comportamiento animal, nos esforzamos por utilizarla como una herramienta que contribuya positivamente a la sociedad, mejorando la salud y el bienestar de nuestros cerdos.