Funkční vzorek systému pro stanovení průměrné hmotnosti hejna

Funkční vzorek představuje inovativní technický nástroj určený pro kontinuální monitoring růstové křivky výkrmových brojlerů bez nutnosti manuálního odchytu a s tím spojeného stresování zvířat. Navržený systém nahrazuje dosud běžně používanou metodu namátkového ručního vážení plně automatizovaným postupem založeným na analýze obrazových dat získaných přímo v chovném prostředí. Funkční vzorek spočívá v realizaci stacionárního systému umožňujícího automatické, bezkontaktní a kontinuální stanovení průměrné hmotnosti hejna na základě zpracování obrazových dat. Představuje praktickou implementaci technického řešení chráněného užitným vzorem V4 – Systém pro stanovení průměrné hmotnosti hejna a zároveň navazuje na výstup V1 – Software pro stanovení hmotnosti zvířete, který tvoří analytické jádro celého systému.

Funkční vzorek slouží k ověření vlastností navrženého technického řešení v poloprovozních i provozních podmínkách chovu drůbeže. Nejedná se o prototyp určený k bezprostřední sériové výrobě, nýbrž o experimentální zařízení, které vykazuje novou, unikátní a hospodářsky významnou vlastnost spočívající v eliminaci nutnosti manuální manipulace se zvířaty a ve výrazném zvýšení frekvence, objektivity a přesnosti sledování hmotnostního vývoje hejna.

Zpracování dat probíhá v několika navazujících krocích, zahrnujících získání obrazových dat, jejich normalizaci a předzpracování, segmentaci jednotlivých zvířat, extrakci relevantních příznaků, výpočet hmotnosti pomocí regresního modelu a následné ukládání výsledků. Jednotlivé odhady hmotnosti jsou následně využity pro stanovení průměrné hmotnosti hejna v definovaných časových intervalech.

Základ systému tvoří vzájemně provázaná hardwarová a softwarová část. Základní architektura zahrnuje snímací vrstvu (kamerový systém a snímací prostor), výpočetní vrstvu (lokální server), analytickou vrstvu (softwarové moduly strojového vidění a strojového učení) a aplikační vrstvu (prezentace výsledků).

Systém je koncipován jako řešení typu edge computing, kdy veškerá obrazová data jsou vyhodnocována a ukládána na lokálním serveru umístěném přímo na farmě. Data nejsou přenášena do externích cloudových služeb ani sdílena se softwarovými aplikacemi třetích stran, čímž je zajištěna plná kontrola nad daty, ochrana citlivých informací a nezávislost systému na dostupnosti externí konektivity.

Vytvořený funkční vzorek reaguje na klíčové výzvy současného precizního zemědělství a intenzivních chovů drůbeže, kde je kladen důraz na efektivní řízení produkce, welfare zvířat, biologickou bezpečnost a dostupnost objektivních dat v reálném čase. Navržené technické řešení přináší řadu přímých provozních a hospodářsky významných přínosů.

Z hlediska welfare zvířat funkční vzorek eliminuje nutnost manuální manipulace s brojlerem při ručním vážení, která je spojena se stresem, rizikem poranění a negativním vlivem na chování zvířat. Bezkontaktní optická analýza umožňuje sledování hmotnostního vývoje zcela pasivním způsobem, bez narušení přirozeného pohybu hejna. Významným přínosem je rovněž zvýšení statistické významnosti získaných dat. Zatímco při tradičním ručním vážení lze v provozních podmínkách reálně zvážit pouze omezený počet jedinců v řádu desítek kusů, automatizovaný systém umožňuje vyhodnocení velkého množství průchodů zvířat snímacím prostorem v průběhu každého dne. Tím je dosaženo řádově vyšší reprezentativnosti dat a přesnějšího odhadu skutečné průměrné hmotnosti celého hejna.

Díky kontinuálnímu sledování růstové křivky umožňuje funkční vzorek včasnou detekci odchylek od očekávaného růstového průběhu. Identifikace anomálií v hmotnostním vývoji může chovatele v reálném čase upozornit na vznikající zdravotní, nutriční nebo technologické problémy, a umožnit tak rychlou reakci ještě před jejich negativním dopadem na produkční výsledky. Dalším důležitým aspektem je přínos v oblasti biosecurity a provozní bezpečnosti. Automatizace procesu stanovení hmotnosti výrazně snižuje potřebu vstupů personálu do chovné haly a omezuje přímý kontakt zaměstnanců se zvířaty. Tím dochází ke snížení rizika zavlečení patogenů a ke zvýšení celkové biologické bezpečnosti chovu.

Vytvořený funkční vzorek systému pro stanovení průměrné hmotnosti hejna splňuje všechny požadavky kladené na výsledek typu Gfunk. Slouží k ověření vlastností navrženého technického řešení v praxi, vykazuje prokazatelnou novost, samostatnou uplatnitelnost a hospodářský přínos. Jeho nasazení (počet funkčních jednotek) v reálných podmínkách je závislé na velikosti a dispozičním uspořádání chovné plochy a slouží jako experimentální základ pro další aplikační rozvoj systému.