Фейсконтроль для Буренок. Ученые обучили нейросеть распознавать морды коров

Новая технология распознавания морд крупного рогатого скота с использованием нейронных сетей представляет собой значительный шаг вперед в сельском хозяйстве.

Ученые ЧелГУ вместе с международным коллективом разработали инновационный подход, который позволит фермерам более эффективно управлять своими животными.

Эта технология не только облегчит процесс идентификации коров, но также поможет контролировать их здоровье, поведение и перемещение. Благодаря этому фермеры смогут оперативно реагировать на любые изменения и предупреждать возможные проблемы.

Исследование, поддержанное грантом РНФ, открывает новые перспективы для сельского хозяйства. Публикация результатов в журнале Computers and Electronics in Agriculture подчеркивает важность этого достижения для отрасли и науки в целом.

Современное животноводство ставит перед собой задачу эффективного управления поголовьем скота. По данным Росстата, в конце января 2024 года в российских хозяйствах всех форм собственности содержали 17,1 млн голов крупного рогатого скота. Поддержка сельскохозяйственной отрасли — одна из ключевых задач государства.

Массовая идентификация животных — актуальный запрос предприятий животноводства. В настоящее время эта задача решается с помощью визуальных бирок с номером животного или высокочастотных датчиков (наподобие брелоков для входа в подъезд). Такие технологии уже применяются на многих фермах, однако, как утверждают эксперты, они имеют свои нюансы в техобслуживании и довольно дорогие. К 2030 году объем производства российского АПК должен вырасти не менее чем на четверть по сравнению с 2021 годом, а экспорт – увеличиться в полтора раза.

Для эффективного управления животноводством необходимо постоянно совершенствовать технологии и методы идентификации скота. Одним из важных аспектов является обеспечение точности и оперативности процесса идентификации, чтобы улучшить производственные показатели и обеспечить безопасность продукции.

Эксперты из Челябинского государственного университета (ЧелГУ) в сотрудничестве с учеными Федерального научного центра биологических систем и агротехнологии РАН, а также с коллегами из Италии и КНР, представили новейший метод управления стадом, основанный на использовании нейросетей для распознавания морд коров.

Исследователи из ЧелГУ сообщили, что разработанная модель для идентификации морд крупного рогатого скота основана на предварительном обучении моделей VGGFACE и VGGFACE2, которые изначально применялись для распознавания лиц людей.

Этот инновационный подход к управлению стадом позволяет повысить эффективность и безопасность животноводства, обеспечивая точное и автоматизированное распознавание каждой коровы по ее уникальной морде. Аккуратное управление стадом с помощью нейросетей также способствует улучшению условий содержания животных и оптимизации процессов их ухода.

Исследование, проведенное в области распознавания морд коров, показало, что предварительная обработка изображений RGB существенно повышает надежность этого процесса. Методы контрастности, контурного усиления и изменения размера изображения применялись для улучшения качества распознавания. Результаты исследования демонстрируют, что предварительно обученная модель VGGFACE2 достигает уровня распознавания на уровне 97,1 процента.

Ученый, отвечая на вопрос корреспондента РИА Новости, подчеркнул, что точность распознавания морд коров не связана с представлением о том, что все коровы "на одно лицо". Он назвал это мнение распространенным заблуждением и объяснил, что в процессе обработки изображений используются сложные алгоритмы, позволяющие выделить уникальные черты каждой морды.

Важно отметить, что разработка и совершенствование методов распознавания животных имеет большое значение для сельского хозяйства и научных исследований. Точные системы идентификации животных помогают улучшить уход за ними, обеспечивая их благополучие и здоровье.

Для многих европейцев все азиаты кажутся "на одно лицо", так же как и для многих азиатов европейцы зачастую неотличимы друг от друга. Однако, с развитием компьютерного зрения, стало возможным точно различать лица и даже морды коров. Ученый отметил, что искусственный интеллект способен четко распознавать уникальные черты каждой коровы, включая ее носовое зеркало, которое остается неизменным на протяжении всей жизни животного и имеет уникальный рисунок, сравнимый с отпечатками пальцев человека. Этот узор на коже коровы содержит разнообразные элементы, такие как точки, бороздки, ветки, колоски, кроны, зерна и др.

Таким образом, компьютерное зрение дает возможность проводить точные и надежные идентификации, не подверженные иллюзиям и искажениям, которые могут возникать у людей. Это открывает новые перспективы в области распознавания и классификации объектов, в том числе и животных. Важно понимать, что даже самые незначительные детали, такие как уникальный узор на носовом зеркале коровы, могут быть ключом к их индивидуальной идентификации.

Для успешной массовой идентификации животных необходимо постоянное обновление и совершенствование моделей, учитывая изменения характеристик животных в течение их жизни. Планы ученых ЧелГУ включают не только дообучение, но и переобучение разработанных моделей.

Кроме того, важным аспектом проекта является разработка новых технологий для автоматической оценки подвижных животных. Использование методов бесконтактной 3D-реконструкции поверхности тела позволит более точно определять особенности конституции и экстерьера коров.

Базы данных, созданные в рамках проекта, будут содержать информацию о параметрах продуктивности животных и некоторых генетических маркерах. Это позволит более глубоко исследовать взаимосвязи между внешними особенностями животных и их генетическими характеристиками.

Новые исследования в области технологий оценки животных показывают, что использование новых методов может значительно упростить процесс и повысить точность оценки. По подсчетам ученых, данная технология может быть использована при коммерческой оценке одного миллиарда голов крупного рогатого скота по всему миру.

Эксперты отмечают, что применение данной технологии позволяет существенно сократить временные затраты на проведение оценки и исключить контактные измерения линейных промеров и живой массы. "Мы существенно сокращаем временные затраты на проведение оценки и исключаем контактные измерения линейных промеров и живой массы", — пояснил специалист.

Кроме того, контактное взвешивание животного из-за стресса ведет к потере его массы и продуктивности на пять-десять процентов. Это подчеркивает важность развития бесконтактных методов оценки, которые могут быть более точными и менее стрессовыми для животных.

Источник и фото - ria.ru