隨著現(xiàn)代農(nóng)場的日益工業(yè)化，它們在結(jié)構(gòu)上越來越趨同于工廠。如今的農(nóng)場主花在勞動(dòng)力工作方面的時(shí)間越來越少，而是更多地通過計(jì)算機(jī)工作。在這種情況下，優(yōu)秀的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)成為確保質(zhì)量和連續(xù)性的必需配置。位于瑞典林雪平市的Agricam公司就意識到了這一點(diǎn)，該公司利用FLIR紅外熱像儀開發(fā)了一套奶牛自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。
Agricam創(chuàng)始人Ellinor Eineren解釋稱：“乳牛養(yǎng)殖業(yè)目前面臨的其中一個(gè)嚴(yán)重問題是一種稱作乳腺炎的疾病，其癥狀是奶牛乳腺持續(xù)發(fā)炎，這種可能致命的乳腺感染是常見的奶牛疾病，如果早期診斷出來，很容易治療。通常，只需更頻繁地為受感染乳牛擠奶以確保引起感染的細(xì)菌繁殖的乳腺中留下極少奶或無奶，這使得奶牛的自然防御系統(tǒng)能夠殺死侵入的細(xì)菌，避免發(fā)展成臨床上明顯的乳腺炎?！?/p>
Eineren稱傳統(tǒng)人工擠奶法能相對更容易診斷出發(fā)展中的乳腺炎?！斑@種疾病可通過血流量增加（發(fā)炎的常見癥狀）引起的乳房溫度上升進(jìn)行識別，而奶農(nóng)積累了察覺這些癥狀的豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在現(xiàn)代，這并不容易，因?yàn)槿缃駭D奶常常由擠奶機(jī)完成，而非人工擠奶?！?/p>
倒掉的牛奶
由于在大多數(shù)現(xiàn)代化奶牛場，擠奶不再人工完成，奶農(nóng)便無法感覺到發(fā)展中的乳腺炎引起的乳腺溫度上升?！斑@是擠奶業(yè)面臨的重大問題，乳腺炎會(huì)引起奶牛乳腺疼痛不適，必須使用抗生素治療。這不僅僅導(dǎo)致醫(yī)藥成本。由于嚴(yán)格的歐洲法規(guī)，擠出的牛奶不得不倒掉，直到奶牛體內(nèi)的抗生素藥物殘留完全排干凈?！?/p>
估算數(shù)值不盡相同，但是可以確定的是，歐洲奶農(nóng)每年治療奶牛乳腺炎的總費(fèi)用可達(dá)數(shù)千萬歐元。“我十分震驚地發(fā)現(xiàn)，平均每位奶農(nóng)每年因奶牛乳腺炎損失可達(dá)20,000至60,000歐元，這是一大筆費(fèi)用。因此，我們打算尋找一種解決方案——基于熱成像技術(shù)的自動(dòng)化早期檢測系統(tǒng)，以解決這一問題?！?/p>
炎癥檢測工具
世界各地的獸醫(yī)使用手持式紅外熱像儀檢測家畜的炎癥。從牛馬到貓狗，紅外熱像儀正成為越來越受動(dòng)物健康專業(yè)人士認(rèn)可的炎癥和其它健康問題的診斷工具?！暗牵谶@類應(yīng)用情況下，必須得有一位操作人員在現(xiàn)場手動(dòng)記錄圖像并分析熱圖像數(shù)據(jù)。據(jù)我所知，尚沒有能自動(dòng)完成這項(xiàng)任務(wù)的系統(tǒng)?！?/p>
正因?yàn)槿绱?，Eineren和Agricam公司開發(fā)了一款稱作CaDDi（牛病診斷的縮寫）的專利系統(tǒng)。我們與位于林雪平市的FLIR產(chǎn)品經(jīng)銷商Termisk Systemteknik合作，測試這款產(chǎn)品的可行性。我們首先要做的事情是，通過使用FLIR P660紅外熱像儀手動(dòng)記錄奶牛乳腺熱圖像并與來自瑞典國家獸醫(yī)研究所的獸醫(yī)合作分析產(chǎn)生的熱圖像，確定紅外熱像儀能否用于檢測乳腺炎。”
利用先進(jìn)算法自動(dòng)分析
Eineren繼續(xù)道，“下一步是構(gòu)建一個(gè)能自動(dòng)完成檢測的系統(tǒng)，但是說起來容易做起來難，并非熱圖像中的每一處較熱區(qū)域都表示發(fā)生炎癥。動(dòng)物體溫自然波動(dòng)，并且個(gè)體動(dòng)物熱圖形之間有著如此多微妙的差異。因此，我們需要先進(jìn)的分析功能，以避免無用報(bào)警。在這方面，我們的合作伙伴Termisk Systemteknik的專業(yè)知識讓我們受益匪淺。”
Termisk Systemteknik的首席執(zhí)行官Stefan Sj?kvist表示，“Termisk Systemteknik擁有30余年從事各種圖像分析（包括熱圖像分析）的經(jīng)驗(yàn)，但是就這種特殊應(yīng)用而言，我們?nèi)悦媾R巨大挑戰(zhàn)，我們需要考慮個(gè)體動(dòng)物的特殊熱屬性，以便獲得準(zhǔn)確的結(jié)果?！?/p>
FLIR A310紅外熱像儀
Sj?kvist和他的同事在林雪平市附近一家奶牛場的擠奶機(jī)側(cè)面堅(jiān)固耐用的防水外殼中安裝了兩臺FLIR A310紅外熱像儀?！癋LIR A310紅外熱像儀具有50mK的熱靈敏度和320×240像素的分辨率，完全能提供該應(yīng)用所需的細(xì)節(jié)豐富的熱圖像和熱數(shù)據(jù)，”Sj?kvist解釋道。
這兩臺FLIR A310紅外熱像儀記錄為期6個(gè)月的奶牛乳腺熱圖像。利用置于RIFD項(xiàng)圈中的識別系統(tǒng)——自動(dòng)擠奶機(jī)的一部分，為每頭奶牛創(chuàng)建熱圖像數(shù)據(jù)庫?！败浖脭?shù)據(jù)庫確定每頭奶牛的正常熱圖形，通過將新獲取的讀數(shù)與先前記錄的數(shù)據(jù)對比，該系統(tǒng)如今能夠準(zhǔn)確檢測表明奶牛患有乳腺炎的熱異常，并且這款自我學(xué)習(xí)系統(tǒng)的精確度會(huì)隨著數(shù)據(jù)庫擴(kuò)大不斷提高?！?/p>
檢測其它健康問題
據(jù)Sj?kvist稱，他們計(jì)劃將該系統(tǒng)擴(kuò)展到其它健康問題。“這項(xiàng)技術(shù)甚至能夠在動(dòng)物表現(xiàn)出任何臨床癥狀之前檢測出各種健康問題，如其它類型的炎癥、神經(jīng)損傷、骨骼問題或損傷。”Eieren持一致看法?！霸摦a(chǎn)品目前面向CaDDi乳腺炎領(lǐng)域，但是未來其它疾病和其它動(dòng)物的模塊也會(huì)相繼開發(fā)出來。我們與來自瑞典國家獸醫(yī)研究所的獸醫(yī)密切合作，驗(yàn)證所有當(dāng)前模塊和未來模塊的精確度?！?/p>
比較紅外熱像儀供應(yīng)商
“在概念開發(fā)的早期階段，我們比較了當(dāng)今市面上可用的熱成像產(chǎn)品，很快發(fā)現(xiàn)市場上沒有其它供應(yīng)商的熱成像解決方案像FLIR公司的熱成像解決方案那樣，能在提供高性能的同時(shí)具有出色的性價(jià)比。”
