Plf, la punta più avanzata dell’idea di innovazione

È la “precision livestock farming”, o zootecnia di precisione. Da un convegno Edagricole

Discutendo di nuove tendenze tecniche nell’allevamento di bovine da latte non si può evitare di parlare della zootecnia di precisione (o Plf, precision livestock farming). Non a caso è una delle tematiche tecniche che saranno più diffusamente al centro delle discussioni nei convegni e tra gli stand della Fiera di Cremona.

Si tratta di un complesso di procedure e di dispositivi in grado di permettere il monitoraggio in continuo, anche on line, delle performance, della salute e del comportamento degli animali. Della mandria così come di ogni singolo animale. Obiettivo: ottimizzare e facilitare il lavoro dell’allevatore.

E siccome la Plf è ormai considerata dagli operatori del settore come la punta più avanzata dell’idea di “innovazione” in zootecnia, già da un paio d’anni l’Informatore Zootecnico e Nova Agricoltura, di Edagricole New Business Media, se ne stanno occupando a fondo. Ultimo esempio di questa attività di informazione e divulgazione un recente convegno organizzato da Edagricole alla Millenaria di Gonzaga (Mn). Qui il tema innovazione nella zootecnia da latte è stato sviscerato nei particolari. E con il tema innovazione anche, ovviamente, il tema Plf.

Tema del quale al convegno si è applicata Marcella Guarino, del Dipartimento di Scienze veterinarie dell’Università di Milano. La docente milanese, d’altra parte, è forse la maggiore specialista italiana di zootecnia di precisione, di cui si occupa da anni a livello internazionale.

Questa tecnologia, ha detto Guarino a Gonzaga, «sta rivoluzionando l’allevamento. Si applica tanto agli allevamenti intensivi quanto a quelli intensivi».

 

Gli strumenti, il labelling

Più in dettaglio, la zootecnia di precisione utilizza, per il proprio monitoraggio, sensori tecnologicamente avanzati e già disponibili in svariate applicazioni industriali. Ad esempio, webcam e relativi software per l’analisi dell’immagine (per esempio per misurare il body condition score o per vedere se sono in atto zoppie), microfoni più software per l’analisi del suono (come il rilevamento dei colpi di tosse per controllare le patologie respiratorie), pedometro o collare per vedere se il comportamento dell’animale può essere sintomo di zoppia, o di calore. Fra gli strumenti che, applicati opportunamente in stalla o sugli animali, permettono di realizzare la Plf annoveriamo microfoni, amplificatori, videocamere, accelerometri, data loggers, sensori di pressione, termocamere, algoritmi. Un altro strumento della Plf è il robot di mungitura, infatti permette di controllare quantità e qualità del latte prodotto da ogni singola bovina.

E per analizzare come si deve gli eventuali problemi delle bovine (malattie, scarsità di benessere animale) o la loro situazione ai fini produttivi (calori), o per esempio in caso di malattie respiratorie ridurre l’uso di antibiotici, ha spiegato Guarino, si rende necessario il “labelling”. Il labelling è una dettagliata analisi (ovviamente computerizzata) del suono o dell’immagine per comprendere ogni variabile registrata al fine di registrare il relativo algoritmo.

Ed ecco quindi che Guarino ha proposto di schematizzare in otto step lo lo sviluppo di un sistema di controllo automatico on line, quale è appunto la zootecnia di precisione:

  1. Individuazione del/dei “gold standard” (gold standard: metodo scientifico per misurare o valutare una determinata variabile).
  2. Registrazione eventi.
  3. Catalogazione eventi (labelling).
  4. Costruzione del modello.
  5. Applicazione off-line del modello.
  6. Applicazione on-line del modello.
  7. Validazione del modello.
  8. Applicazione on-line adattata alle varie soluzioni allevatoriali.

Guarino ha proseguito con esempi pratici: applicazioni, o possibili applicazioni, della Plf:

a) alla lotta alle zoppie; b) all’indivi duazione del calore e al monitoraggio della bovina all’approssimarsi al parto; c) al controllo del Bcs, body condition score; d) al monitoraggio dell’alimentazione; e) al monitoraggio delle patologie respiratorie; f) alla gestione della mandria.

 

Lotta alle zoppie

Il costo delle zoppie può essere stimato pari a circa 75 euro per vacca all’anno. Riconoscere tempestivamente un terzo delle vacche con zoppia significa un risparmio di 25 euro per vacca; per un’azienda con 400 vacche il risparmio annuale è di circa 10mila euro. E la Plf può fare molto a questo proposito, ha detto Guarino.

Come? Rilevando con fotocamere la situazione dell’arco dorsale di ogni singola vacca (basta misurarlo in tre punti), perché la deformazione dell’arco dorsale è sintomo di zoppia. Oppure monitorando l’andatura della vacca con il “modello deformabile” (vedi foto). Si utilizzano anche camere 3D, le cui immagini possono venire elaborate da software in grado di generare immagini appunto tridimensionali (vedi foto).

Fra le immagini utili per vedere se in una singola bovina è in atto una zoppia:

-   il touch angle, cioè l’angolo formato dall’arto posteriore (dall’articolazione del nodello all’articolazione del tarso o carpo) quando lo zoccolo tocca il pavimento;

-   il release angle, cioè l’angolo formato dall’arto anteriore (dall’articolazione del nodello all’articolazione del tarso o carpo) quando lo zoccolo si solleva dal pavimento;

-   lo step overlap, cioè la relazione tra la posizione dell’arto posteriore e la posizione dell’arto anteriore;

-   lo step lenght, cioè la distanza tra due posizionamenti dello stesso zoccolo.

E dato che si possono analizzare anche immagini in movimento diventano utili per vedere se c’è zoppia anche questi altri dati:

-   lo swing time, cioè il tempo in cui lo zoccolo resta sollevato da terra;

-   lo stance time, cioè il tempo in cui lo zoccolo è a contato con la terra;

-   lo stride time, cioè il tempo per effettuae un passo, un passo per ogni zoccolo.

 

Calori e parti

La Plf poi si può applicare all’individuazione del calore e al monitoraggio della bovina all’approssimarsi al parto. Per questa problematica Guarino ha citato essenzialmente tre tipologie di sensori: i sensori vulvari, i pedometri e le webcam.

I primi sono applicati alla vulva della vacca e non solo trasmettono dati via radio al computer aziendale; calcolano anche la posizione gps della vacca; il computer così informato può stimare il calore in atto e quindi di avvisare con un alarm l’allevatore.

In quanto poi ai pedometri, Guarino ha ricordato che, trattandosi di sensori per la valutazione del tempo di deambulazione delle bovine, permettono il rilevamento delle performance e del comportamento di ogni bovina e in particolare sono utili per l’individuazione automatica del calore delle bovine. Quindi permettono di effettuare la fecondazione artificiale in tempi brevi, garantendo un’efficiente sincronizzazione dei parti. «Una innovazione consiste nel pedometro wifi: registra movimenti della vacca nell’arco della giornata e comunica tramite antenna trasferendo i dati registrati. Dati inviati ogni 15 minuti. Permette di sapere da quante ore è iniziato il calore e nelle vacche in asciutta individua l’approssimarsi del parto».

Infine le webcam: possono registrare, e inviare al computer aziendale per l’interpretazione, la posizione di ogni singola vacca, la sua direzione, la distanza percorsa, la postura, quante rotazioni fa (vedi foto). Le variabili estraibili durante l’analisi dell’immagine sono: le coordinate X e Y di un punto centrale, l’orientamento (in gradi), il rapporto tra lunghezza e larghezza dell’animale, la distanza tra le anche (m), l’area del posteriore (m2), la traiettoria della camminata, la distanza percorsa (m). Tutti dati utili per il rilevamento dei calori, o dell’approssimarsi al parto, che vengono analizzati dal computer per poi inviare degli alarm all’allevatore quando necessario.

 

Controllo del Bcs

La Plf inoltre può semplificare la vita dell’allevatore al momento del rilevamento e del controllo del Bcs, body condition score. Anche in questo caso un apposito software permette di analizzare e interpretare immagini digitali.

Particolarmente utile per lo studio del Bcs anche la collocazione in sala di mungitura di una webcam posta in alto e puntata verticalmente verso il basso (vedi foto): permette di valutare le tuberosità iliache e ischiatiche di ogni singola vacca che si presenta alla mungitura.

 

Monitoraggio dell’alimentazione

La zootecnia di precisione, ha continuato la docente milanese, può applicarsi anche al controllo dell’alimentazione di ogni singola vacca. Un bolo ruminale può monitorare in tempo reale la temperatura e il pH ruminale.

Oppure si può usare il cosiddetto masticometro: si applica esternamente alla bocca della vacca e grazie a un sensore pneumatico posto sotto la mandibola valuta i tempi di masticazione e ruminazione. Registra gli atti mandibolari ogni tre secondi; i dati registrati vengono trasferiti al pc in occasione della mungitura. In base al numero degli atti masticatori, il masticometro è in grado di discriminare il tipo di attività: pascolo attivo, ruminazione, inattività mandibolare.

Il monitoraggio della ruminazione può essere consentito anche da un microfono, che registra i suoni di rigurgito e ruminazione.

 

Controllo patologie respiratorie

Guarino ha poi parlato del Cough Monitor, tecnologia per il monitoraggio continuo delle tossi con l’obiettivo di permettere una reazione rapida nel caso dell’insorgenza di malattie respiratorie. Attraverso l’uso di microfoni i dati registrati vengono trasferiti on line dal computer aziendale all’applicazione SoundTalks on line. Grafici disponibili on line forniscono l’indice delle tossi.

L’allevatore può così determinare il tipo di tosse presente in allevamento: se naturale o legata a patologie respiratorie.

Gestione della mandria

Ultima opportunità aperta dalla Plf citata da Guarino al convegno di Gonzaga la possibilità di aiutare la gestione della mandria. Si sfrutta la sinergia tra sensori di ruminazione e di attività uniti a sistemi di valutazione della produzione e della qualità del latte.

Per questa problematica la docente milanese ha citato il CowView Syste: un sistema di controllo che rileva continuamente la posizione di ogni capo tramite sensori collocati nella stalla e responder ai collari. Fornisce informazioni sull’attività svolta dalla bovina: se staziona, si alimenta, è coricata in cuccetta, o se modifica le abitudini quotidiane.

«Si tratta di uno strumento per la gestione della mandria che permette un continuo e completo monitoraggio dei singoli animali. Rileva posizione e comportamento, offre degli early warning (estro, laminiti), permette la gestione di ogni singolo capo separatamente, garantisce una tempestiva allerta grazie a smartphone, tablet o pc, garantisce una accurata localizzazione dell’animale (30 cm). Un nostro studio ha provato che il sistema CowView è in grado di individuare con precisione la localizzazione delle vacche (zona di alimentazione, di riposo e camminamento) piuttosto che il comportamento messo in atto (camminare, stare in piedi etc); l’accuratezza nell’individuare le attività e la localizzazione va dal 92 al 97%».

Altri strumenti di gestione della mandria rilevano il consumo alimentare, le performance di mungitura, le caratteristiche qualitative del latte. Un prelievo di piccole quantità di latte direttamente in sala di mungitura può verificare la presenza nel latte di:

- Progesterone: rilevazione utile per l’individuazione di ovulazioni, cisti follicolari e luteiniche, anestro.

-  BHB (Beta-idrossiButirrato): rilevazione utile per l’individuazione di chetosi da deficit energetico o per problemi metabolici.

- LDH (Lattato-deidrogenasi): rilevazione utile per l’individuazioni di mastiti cliniche e subcliniche

- Urea: rilevazione utile per l’individuazione di errori nella razione evitando infertilità, zoppie, chetosi e acidosi.

E anche questi altri sistemi alla fine producono early warning; il software è collegato a un sistema di gestione aziendale che, mediante grafici, tabelle e allarmi, avvisa tempestivamente l’allevatore in caso di problemi.

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