تشخیص زودهنگام بیماری دام با حسگر هوشمند نشخوار

به گزارش مجله خبری نگار،روند تغییرات در صنعت دامداری در بسیاری از کشور‌ها نشان می‌دهد که واحد‌های کوچک به تدریج جای خود را به گاوداری‌های بزرگ و صنعتی داده‌اند. دلیل این موضوع، نیاز به تولید بیشتر با هزینه کمتر و استفاده بهینه از امکانات است. در چنین شرایطی، رفاه دام و کیفیت محصولات لبنی برای مصرف‌کنندگان اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. نتایج تحقیقات پیشین ثابت کرده‌اند که مدیریت صحیح و توجه به سلامت دام‌ها، نقش مستقیمی در بهبود تولید دارد. بنابراین، فناوری‌هایی که بتوانند وضعیت سلامت دام را به صورت لحظه‌ای پایش کنند، به ابزاری ارزشمند برای دامداران تبدیل شده‌اند.

رفتار دام‌ها، به ویژه نشخوار کردن، یکی از شاخص‌های مهم برای بررسی سلامت آنهاست. گاو‌های سالم روزانه ساعت‌های مشخصی را به تغذیه و نشخوار اختصاص می‌دهند. هرگونه تغییر غیرعادی در این الگو می‌تواند نشانه‌ای از بروز بیماری باشد. برای مثال، کاهش زمان نشخوار اغلب با بیماری‌هایی مانند ورم پستان، کتوز یا مشکلات گوارشی در ارتباط است. اگر این تغییرات به موقع تشخیص داده شوند، می‌توان از خسارت‌های سنگین اقتصادی و کاهش تولید شیر جلوگیری کرد. به همین دلیل، استفاده از ابزار‌های فناورانه برای پایش رفتار دام، به یکی از مهم‌ترین موضوعات تحقیقاتی در حوزه کشاورزی و دامداری تبدیل شده است.

در همین خصوص، حسین نوید از گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه تبریز به همراه سه همکار هم‌دانشگاهی و با همکاری سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی در کرمان، پژوهشی را انجام داده‌اند. این تیم پژوهشی به بررسی روشی نوین برای شناسایی رفتار نشخوار دام با استفاده از داده‌های ثبت‌شده توسط حسگر‌های مبتنی بر شتاب‌سنج پرداخته است. در این کار علمی، محققان تلاش کردند مدلی دقیق طراحی کنند که بتواند تغییرات رفتاری دام را با دقت بالا تشخیص دهد و به عنوان ابزاری کمکی در مدیریت سلامت گاو‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

روش کار در این پژوهش بر پایه طراحی و استفاده از یک حسگر خاص در آزمایشگاه کشاورزی دقیق دانشگاه تبریز بود. داده‌های به‌دست‌آمده از این حسگر مورد تحلیل قرار گرفتند و برای طبقه‌بندی رفتار نشخوار، از الگوریتمی خاص استفاده شد. در ابتدا، ده‌ها عامل مختلف بررسی شد و در نهایت چهار عامل بهینه انتخاب شدند که بیشترین تأثیر را در تشخیص صحیح رفتار دام داشتند. سپس مدل طراحی‌شده با معیار‌های استانداردی مانند حساسیت و دقت مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج نشان داد که این مدل عملکرد بسیار قابل توجهی دارد. به دنبال آن، یک آزمون میدانی طی سه روز بر روی دام‌ها انجام شد تا کارایی عملی این حسگر بررسی شود.

نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که سامانه پیشنهادی توانست رفتار نشخوار گاو را با دقت حدود ۴۸ درصد تشخیص دهد. این رقم در مقایسه با روش‌های قبلی نشان‌دهنده پیشرفتی چشمگیر است، چرا که تطابق بالایی میان داده‌های ثبت‌شده توسط حسگر و مشاهدات مستقیم وجود داشت.

جمع‌بندی نهایی این پژوهش نشان می‌دهد که حسگر طراحی‌شده می‌تواند ابزاری مؤثر برای پایش سلامت دام‌ها باشد. این ابزار نه تنها توانایی تشخیص دقیق رفتار نشخوار را دارد، بلکه می‌تواند به دامداران کمک کند بیماری‌ها را پیش از بروز علائم ظاهری شناسایی کنند و در نتیجه از زیان‌های اقتصادی ناشی از بیماری جلوگیری شود.

نکته جالب توجه در این مطالعه، مقایسه این حسگر با ابزار‌های مشابهی بود که در تحقیقات پیشین استفاده شده‌اند. برای مثال، در برخی حسگر‌ها از صدا برای ثبت رفتار دام استفاده می‌شد، اما نویز محیطی باعث کاهش دقت آنها می‌گردید. در نمونه جدید، این مشکل برطرف شده و میزان خطا یا تشخیص‌های اشتباه به شکل محسوسی کاهش یافته است. همچنین، عملکرد این حسگر در مقایسه با روش‌هایی مانند استفاده از دوربین یا حسگر‌های فشاری، نتایج بهتری به همراه داشت.

این یافته‌ها از آن جهت اهمیت دارند که تلفات دامی ناشی از بیماری‌ها سالانه خسارت‌های مالی فراوانی به دامداران وارد می‌کنند. در حالی که بسیاری از این بیماری‌ها با تشخیص زودهنگام قابل پیشگیری هستند، فناوری‌های نوینی مانند حسگر طراحی‌شده در دانشگاه تبریز می‌توانند نقش مهمی در ارتقای بهره‌وری و پایداری صنعت دامداری داشته باشند. اگرچه این حسگر هنوز در مرحله آزمایشی است و به تولید انبوه نرسیده، اما نتایج اولیه نشان می‌دهند که در آینده نزدیک می‌تواند به یکی از ابزار‌های کلیدی در مدیریت سلامت دام تبدیل شود.

گفتنی است نتایج این پژوهش علمی در «فصلنامه ماشین‌های کشاورزی» منتشر شده‌اند؛ نشریه‌ای که زیر نظر دانشگاه فردوسی مشهد و با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران فعالیت می‌کند.