Agrican的創始人Ellinor Eineren解釋道:“現代奶牛業面臨的一大難題是奶牛乳腺炎疾病。乳腺炎是指奶牛乳房中持續出現炎癥。這種乳腺傳染病存在致命風險,是奶牛患的一種疾病,但如果能夠早期確診,則非常容易治療。通常情況下會不斷給受感染的奶牛擠奶,確保奶牛乳房中只有少許甚至沒有牛奶積存,從而避免引起感染病的細菌繁殖。這樣一來,動物自身的免疫系統就能在出現乳腺炎臨床癥狀前擺脫細菌的入侵。”
Eineren認為,使用傳統手工的擠奶方法診斷正在惡化的乳腺炎相對簡單。“血液加速流動造成乳房升溫是感染炎癥的 癥狀,若奶牛乳房升溫便可認定其患病。農場主們在識別這些癥狀方面本應有大量的實際經驗,但由于現代社會擠奶機取代人工進行擠奶,所以靠經驗診斷并非易事。”
丟棄的牛奶
由于大部分現代奶牛場中不再由人工擠奶,農場主就無法感知到乳房升溫這一乳腺炎惡化的跡象。“這對乳業來說是個棘手的問題。乳腺炎給動物帶來疼痛和不適,必須用抗生素加以治療。這樣不僅會增加獸藥成本,而且根據嚴格的歐洲規定,在所有抗生素殘留物從動物體內排出前,所有擠出的牛奶都不能使用。”
盡管估計值有一定出入,但是能肯定,歐洲奶牛場的農場主們每年會因奶牛患上乳腺炎而損失上千萬。“平均每位奶農每年會因乳腺炎而損失20,000至60,000歐元,對此我很震驚。這可不是筆小數。因此我們開始為這個難題尋找解決方案:一套基于熱成像技術的自動早期檢測系統。”
炎癥檢測工具
都有獸醫使用便攜式紅外熱像儀為家畜檢測炎癥。作為診斷馬、牛、狗、貓等動物的炎癥和其他健康問題的工具,紅外熱像儀受到越來越多動物健康專業人士的歡迎。“但在這些情況下,必須有操作人員在場手動記錄這些圖像并分析熱圖像數據。就我所知,沒有哪套系統能實現自動化。”
因此Eineren及其公司Agrican開發出一套系統,名為CaDDi(Cattle Disease Diagnostics“奶牛疾病診斷”的縮寫)。“我們與位于林雪平的FLIR產品經銷商Termisk Systemteknik合作測試了這種產品的可行性。合作步即是測試紅外熱像儀能否檢測出乳腺炎,為此我們使用FLIR P660紅外熱像儀手動記錄奶牛乳房的熱圖像,并與來自瑞典國家獸醫局的獸醫共同分析獲得的熱圖像。”
利用*的算法進行自動分析
Elineren補充道:“下一步就是開發一套能自動完成上述工作的系統。但是說起來容易做起來難。在熱圖像中,并非每一塊熱區都代表出現炎癥。動物的體溫波動是正常現象,而且不同動物的熱圖像也存在許多細微差異。所以,我們需要更*的分析方法來防止誤報警。在這方面,合作伙伴Termisk Systemteknik提出的專業意見令我們獲益良多。”Termisk Systemteknik的執行官Stefan Sjokvist說道:“Termisk Systemteknik分析各類圖像(包括熱圖像)的經驗已超過30年。但是這個特殊應用領域依舊是一個艱難的挑戰,因為我們需要考慮每只動物*的熱性能,這樣才能得到精準結果。”
FLIR A310紅外熱像儀
在林雪平附近的一個奶牛場里,Sjokvist 和他的同事將兩臺FLIR A310紅外熱像儀安裝在擠奶機兩側的牢固防水外殼內。Sjokvist 解釋道:“FLIR A310紅外熱像儀的熱靈敏度為50mk,分辨率為320*240像素,足以提供我們用于此應用所需的細節圖像和熱數據。”
這兩臺FLIR A310紅外熱像儀連續6個月都在記錄奶牛乳房熱圖像。通過自動擠奶機上配備的無線射頻識別(RIFD)項圈的識別系統,我們建立了每一頭奶牛的熱圖像數 據庫。“借助該數據庫,軟件就能確定每只動物的正常熱圖像。系統能夠將每次的新讀數與早先記錄的數據進行對比,從而準確地檢測出表示患有乳腺炎的熱異常類 型。隨著數據庫的擴展,這種自學系統的準確性也會相應提升。”
檢測其他健康問題
據Sjokvist所說,他們還計劃擴展該系統,使其能夠檢測其他健康問題。“這種技術應該能,甚至在動物表現出臨床癥狀之前,檢測出各種健康問題,例如 其他類型的炎癥、神經損傷、骨骼問題或創傷。”Eieren對此表示同意:“我們現在銷售的產品是針對乳腺炎的CaDDi,但將來會開發面向其他疾病和其他動物的模塊。我們與瑞典國家獸醫局的獸醫緊密合作,共同驗證我們現有和將要開發的所有模塊的準確性。”