В США дронов научат следить за коровами

Ежегодно в США из-за проблем со здоровьем умирает до 2,5 млн. голов скота, что составляет 60% от всех потерь в животноводстве. Несмотря на все старания, фермерам достаточно сложно уследить за состоянием здоровья каждой коровы, часами пасущейся в полях. И тут на помощь аграриям могут прийти дроны, искусственный интеллект и другие технологические новшества, постепенно проникающие в сельское хозяйство.

В Университете Кентукки стартовал проект по созданию автоматизированной системы мониторинга здоровья домашнего скота. Для этого компьютер должен будет уметь распознавать каждое животное, определив также его координаты в поле, и выслать к ней дрона, который произведет замер таких параметров, как вес, размер, отличительные черты морды, а также оценит физическую активность особи.

Группа дронов включает в себя дрон-наблюдатель, висящий на высоте 27-82 м над стадом, а также трех дронов-рабочих. Сперва дрон-наблюдатель с помощью стерео-камер определяет местонахождение и ориентацию скота, и передает эту информацию дронам-рабочим, которые уже и отслеживают определенную корову и производят все дальнейшие замеры.

Сейчас проект находится еще на ранней стадии — тесты ведутся в закрытом здании с использованием макетов, а не живых коров. Установленные под потолком камеры, выполняющие роль дрона-наблюдателя, используют светоотражающие маркеры для триангуляции позиции дронов и коровы в пространстве. Программное обеспечение, запущенное на соседнем компьютере, использует эту информацию для выдачи дронам-рабочим координат и полетных инструкций. Каждый из дронов оборудован миниатюрным компьютером и аппаратным ключом для общения друг с другом. Управляющая программа, модифицированные под нужды проекта, говорит дронам, как выполнять маневры по взлету, посадке и выполнении задач.

Отдельно стоит проблема научить дронов определять «свою» корову из общего стада. Для этого команда использует алгоритмы искусственного интеллекта и машинного зрения. Идея заключается в создании 3D-моделей каждой коровы из реальных фотоснимков.

«То, что мы пытаемся сделать — это выяснить, сможем ли мы использовать меньше снимков и получить те же результаты. Из них мы уже сможем рассчитать объем коровы и в конечном итоге оценить массу ее тела», — пояснил Майкл Сама (Michael Sama), адъюнкт-профессор биосистем и сельскохозяйственной инженерии.

Для создания фотоснимков команда превратила из загона для скота в своего рода фотокабину, в которой трехмерная модель коровы создается с помощью 40 камер. Таким образом создается 40 фотоснимков с различных углов, на основании которых и создается 3D-модель. В будущем число камер может быть удвоено для повышения точности модели.

Наконец, помимо проблем с дронами и визуальным распознаванием животных, создателям нужно убедиться, что полеты дронов в непосредственной близости от стада никоим образом не оказывают негативного влияния на коров. В самом деле, если полеты дронов будут приводить к повышению сердцебиения животных, то картина состояния здоровья последних будет искажена. Для этого исследователи проводят испытания на ферме близ г. Версейлс, вручную управляя дронами возле настоящих коров. Последние носят специальные пульсомеры, похожие на те, что используются спортсменами. Полеты дронов проходят три дня в неделю по 5-10 минут.

«Одной из ключевых особенностей использования БПЛА возле животных является то, что нам нужно понять, как близко мы можем подобраться к ним и как мы можем маневрировать вокруг них таким образом, чтобы предотвратить любые неблагоприятные последствия», — cказал профессор Джесси Хогг (Jesse Hoagg).

До сих пор полеты дронов не вызывали особого внимания со стороны животных. Удивительно, но коровы куда больше пугаются человека с камерой, чем четырех дронов, гудящих у них над головой.

Проект в Университете Кентукки, получивший грант Министерства сельского хозяйства США, продлится до февраля 2021 года.