ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی ﺑﺮﺍی ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺑﻬﺮﻩ ﻭﺭی ﻃﯿﻮر

چکیده

هوش مصنوعی (Artificial Intelligence/AI) به توانایی یک ماشین برای انجام وظایف و کارهایی که معمولاً به هوش انسانی نیاز دارند، اشاره دارد. به عبارت دیگر، هوش مصنوعی به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که قادر به تقلید و شبیه‌سازی رفتارهای هوشمندانه انسان‌ها مانند یادگیری، استدلال، حل مسئله و تصمیم‌گیری هستند. یکی از حوزه هایی که می ﺗﻮﺍﻥ ﺍﺯ ﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی ﺩﺭ ﺁﻥ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ کرﺩ،کنترل ﺷﺮﺍﯾﻂ ﻣﺤیطی ﻣﺰﺍﺭﻉ ﺍﺳﺖ. ﺑﺎ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻭ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﺩﺍﺩﻩ ﻫﺎی ﺣسگرهایی که ﺩﻣﺎ، ﺭﻃﻮﺑﺖ، ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻭ ﺷﺮﺍﯾﻂ ﺭﻭﺷﻨﺎیی ﺭﺍ ﺭﺻﺪ می کنند، ﺍلگوریتم ﻫﺎیﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی می ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺩﺭ ﺍﯾﺠﺎﺩ ﻣﺤﯿطی ﺭﺍﺣﺖ ﻭ ﺳﺎﻟﻢ ﺑﺮﺍی پرندگان کمک کنند، ﺭﺷﺪ ﺁﻧﻬﺎ ﺭﺍ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺑﺨﺸﻨﺪ ﻭ ﺍﺳﺘﺮﺱ ﺁﻧﻬﺎ ﺭﺍ کاﻫﺶ ﺩﻫﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻭ ﺗﺤﻠﯿﻞ ﻧﯿﺎﺯﻫﺎی تغذیه ای پرندگان ﻭ ﻗﯿﻤﺖ ﻣﻮﺍﺩ ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﺍلگوریتم ﻫﺎی ﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی می ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﺩﺭ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎﺯی ﻓﺮﻣﻮﻻﺳﯿﻮﻥ ﺧﻮﺭﺍک،کاهشﺿﺎﯾﻌﺎﺕ ﻭ ﺍﺛﺮﺍﺕ ﺯﯾﺴﺖ محیطی کمک کنند. ﺩﺭ ﻧﻬﺎﯾﺖ، ﺍﯾﻦ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺑﻪ ﺑﺮﺭسی ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺭﺑﺎﺕ ﻫﺎ در پرورش و نگهداری ﺍﺯ ﻃﯿﻮﺭ می پردازد. ﺍﺯ ﺭﺑﺎﺕ ﻫﺎ می توان برای نظافت، ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻭ ﻧﻈﺎﺭﺕ ﺑﺮ پرندگان ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ جداگانه ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ کرد. ﺑﺎ ﺧﻮﺩکارسازی ﺍﯾﻦ ﻭﻇﺎﯾﻒ، مرغداران می ﺗﻮﺍﻧﻨﺪ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻫﺎی ﻧﯿﺮﻭی کار ﺭﺍ کاﻫﺶ ﺩﺍﺩﻩ ﻭ کارایی واحد ﺧﻮﺩ ﺭﺍ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺑﺨﺸﻨﺪ.

چکیده گرافیکی

مقدمه

ﺻﻨﻌﺖ ﻣﺮﻏﺪﺍﺭی ﺑﺎ چاﻟﺶﻫﺎی مختلفی ﻣﺎﻧﻨﺪ کمبود ﻧﯿﺮﻭی کار، ﺷﯿﻮﻉ ﺑﯿﻤﺎﺭی ﻭ ﻣﺴﺎیل ﻣﺮﺑﻮﻁ ﺑﻪ ﺭﻓﺎﻩ ﺣﯿﻮﺍﻧﺎﺕ ﺭﻭﺑﺮﻭ ﺍﺳﺖکه می ﺗﻮﺍﻧﺪ ﺑﺮ ﺑﻬﺮﻩﻭﺭی ﻭ ﺳﻮﺩﺁﻭﺭی ﺗﺄﺛﯿﺮ منفی بگذارد (1). راهﺣﻞﻫﺎی ﻓﻨﺎﻭﺭی، ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی(AI)، ﺑﺮﺍی ﺭﻓﻊ ﺍﯾﻦ چالش ﻫﺎ ﻭ ﺗﻄﺒﯿﻖ ﺑﺎ ﺗﻘﺎﺿﺎی ﻓﺰﺍﯾﻨﺪﻩ ﺑﺮﺍی گوﺷﺖ ﻣﺮﻍ پیشنهاد ﺷﺪﻩ ﺍﻧﺪ (2). ﺭﻓﺎﻩ ﻭ ﻣﺮﺍﻗﺒﺖ ﺍﺯ ﺣﯿﻮﺍﻧﺎﺕ ﺍﺯ ﺍﺟﺰﺍی ﺣﯿﺎتی ﺩﺍﻣپروری پاﯾﺪﺍﺭ ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺍﻣﺎ ﺭﻭﺵﻫﺎی سنتی ممکن ﺍﺳﺖ ﺩﺭ ﺭﺳﯿﺪگی ﺑﻪ ﺷﺮﺍﯾﻂ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﻼﻣﺖ، ﺍﯾﻤنی، ﺭﻓﺘﺎﺭ ﻭ ﺳﻄﻮﺡ ﺍﺳﺘﺮﺱ ﻧﺎکافی ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺧﻮﺷﺒﺨﺘﺎﻧﻪ، ﺍﻧﺘﻈﺎﺭ میﺭﻭﺩ ﻓﻨﺎﻭﺭیﻫﺎی ﻫﻮﺵ ﻣﺼﻨﻮعی ﺭﻓﺎﻩ ﻭ ﺑﻬﺮﻩﻭﺭی ﺣﯿﻮﺍﻧﺎﺕ ﺭﺍ ﺑﻬﺒﻮﺩ ﺑﺨﺸﻨﺪ ﻭ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﺁﯾﻨﺪﻩ ﺍی ﺷﻮﻧﺪ که ﺩﺭ ﺁﻥ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﻫﺎی ﺧﻮﺩکار ﻫﺮ ﺟﻨﺒﻪ ﺍی ﺍﺯ پرورش ﻭ ﻓﺮﺁﻭﺭی ﻣﺮﻍ ﺭﺍ ﺑﻬﯿﻨﻪ می کنند (3). نظارت بر راحتی جسم ،سطح استرس و پارامترهای کیفیت هوا مانند سطح دی اکسید کربن و آمونیاک نیز می تواند رفاه حیوانات را بهبود بخشد. بنابراین، پیاده سازی سیستم های مبتنی بر هوش مصنوعی و اینترنت اشیا می تواند به مدیریت و نظارت کارآمدتر مزارع طیور کمک کند (4). بخش های بعدی ، مرغداری آینده را به تصویر می کشد و توضیح می دهد که چگونه اتوماسیون هوشمند، آن را ممکن خواهد ساخت.

الزامات زیست محیطی

الزامات محیطی برای تضمین سلامت، رفاه و بهره وری طیور بسیار مهم هستند(5). این الزامات شامل دما، رطوبت، روشنایی، تهویه و کیفیت هوا می شود. سطح دما و رطوبت باید با دقت کنترل و پایش شود و تنظیمات مناسب بر اساس سن و نوع پرنده انجام شود .شرایط نوری باید بهینه شود تا دوره نوری مناسب برای مراحل مختلف تولید، فراهم شود. در عین حال، سیستم های تهویه باید به طور مناسب طراحی و نگهداری شوند تا تبادل هوای کافی فراهم شود و از تجمع گازهای مضر جلوگیری شود.کیفیت هوا نیز بسیار مهم است، زیرا تهویه نامناسب می تواند منجر به افزایش آمونیاک و سایر گازهای مضر شود که بر سلامت تنفسی پرندگان تأثیر منفی می گذارد.

هوش مصنوعی می تواند با نظارت و تجزیه و تحلیل داده های حسگرها و سایر منابع، در مدیریت این الزامات محیطی بسیار مهم باشد(6). به عنوان مثال ،الگوریتم های هوش مصنوعی می توانند روند دما و رطوبت را پیش بینی کنند، مناطقی با تهویه نامناسب را شناسایی کنند و سطح کیفیت هوا را رصد کنند. سپس می توان از این اطلاعات برای تنظیم شرایط محیطی و جلوگیری از مشکلات سلامتی قبل از بروز آنها استفاده کرد. هوش مصنوعی همچنین می تواند با ارائه روش در مورد مصرف خوراک، رشد و میزان تلفات، به بهینه سازی راندمان تولید کمک کند.

گرما

فناوری تصویربرداری حرارتی مادون قرمز در کنترل دمای محیط در مرغداری‌ها مؤثر بوده و در عین حال رفاه پرندگان را نیز تضمین می‌کند (7). استرس گرمایی یک مسئله حیاتی است که می تواند بر سلامت و ایمنی طیور تأثیر منفی بگذارد و به طور بالقوه منجر به میزان قابل توجهی تلفات شود .فناوری تصویربرداری حرارتی مادون قرمز (IRTI) می تواند روشی غیرتهاجمی برای اندازه گیری دمای سطح بدن و شناسایی شروع تب،که نشانه اولیه بیماری است ،باشد(8). این فناوری همچنین می تواند دماهای مختلف بدن را در رنگ های متمایز نشان دهد و نظارت بر تغییرات دمای پرندگان را آسان تر کند. علاوه بر این، دمای سطح بدن می تواند درجات استرس حرارتی را اندازه گیری کند و اطلاعات بیشتری در مورد وضعیت پرندگان نسبت به دمای محیط ارائه دهد. این پیشرفت های تکنولوژیکی پیامدهای قابل توجهی برای بهبود رفاه و بهره وری مرغداری ها دارند (شکل 1).

شکل۱. اهمیت استفاده از هوش مصنوعی مانند فناوری تصویربرداری حرارتی مادون قرمز (IRTI) برای بهبود رفاه و بهره وری مرغداری ها

رطوبت

رطوبت یک عامل محیطی ضروری در پرورش طیور است، زیرا می تواند به طور قابل توجهی بر سلامت و عملکرد پرندگان تأثیر بگذارد. سطح بالای رطوبت می تواند به رشد میکروارگانیسم های مضر مانند باکتری ها و قارچ ها کمک کند که می تواند منجر به مشکلات تنفسی و سایر مشکلات سلامتی در طیور شود (9). از سوی دیگر، سطح پایین رطوبت می تواند باعث کم آبی بدن و استرس شود که منجر به کاهش رشد و تولید تخم مرغ می شود (10). حفظ سطح رطوبت مطلوب در مرغداری ها برای تضمین سلامت و بهره وری پرندگان ضروری است. یکی از روش های کنترل سطح رطوبت در مرغداری ها، استفاده از سیستم های تهویه است. تهویه مناسب می تواند به حذف رطوبت اضافی از هوا،کاهش سطح رطوبت و جلوگیری از رشد میکروارگانیسم های مضر کمک کند. علاوه بر این، استفاده از مواد جاذب رطوبت بستر، می تواند با جذب رطوبت اضافی از محیط، به کنترل سطح رطوبت کمک کند(10). درسال های اخیر، علاقه فزاینده ای به استفاده از هوش مصنوعی (AI) برای بهینه سازی شرایط محیطی، از جمله سطح رطوبت، در مرغداری ها وجود داشته است. هوش مصنوعی می تواند داده های دما، رطوبت و سایر عوامل محیطی را تجزیه و تحلیل کند، تا الگوها را شناسایی کرده و تنظیمات بی درنگ (Real-time) را درسیستم های تهویه و سایر کنترل ها انجام دهد (11) که می تواند به تضمین سطح رطوبت بهینه و بهبود سلامت و بهره وری پرندگان کمک کند. به طور کلی، کنترل سطح رطوبت در مرغداری ها، سلامت و بهره وری پرندگان را تضمین می کند. استفاده از سیستم های تهویه و مواد جاذب می تواند به حفظ سطح رطوبت بهینه کمک کند، این در حالی است که فناوری هوش مصنوعی می تواند به بهینه سازی شرایط محیطی کمک کند (شکل 2).

شکل2. استفاده از سیستم تهویه مصنوعی در مرغداری ها

هوادهی

تهویه مناسب برای حفظ کیفیت مطلوب هوا و کاهش خطر بیماری های تنفسی در مرغداری ضروری است. هوش مصنوعی می تواند به نظارت و کنترل سیستم های تهویه کمک کند و از عملکرد مؤثر آنها اطمینان حاصل کند. حسگرها می توانند کیفیت هوا، دما، رطوبت و سطح دی اکسید کربن را اندازه گیری کنند. سپس الگوریتم های هوش مصنوعی می توانند داده های جمع آوری شده از این حسگرها را تجزیه و تحلیل کنند تا تنظیمات بهینه برای سیستم تهویه را تعیین کنند .این امر می تواند کیفیت هوا را بهبود بخشد، مصرف انرژی را کاهش دهد و بهره وری را افزایش دهد. تحقیقات نشان داده است که کنترل تهویه مبتنی بر هوش مصنوعی می تواند سطح آمونیاک و دی اکسید  کربن را در مرغداری ها کاهش داده و سلامت و رفاه پرندگان را بهبود بخشد(12). علاوه بر این، هوش مصنوعی می تواند نقص یا خرابی سیستم تهویه را تشخیص داده و به مرغدارها هشدار دهد و امکان تعمیر و نگهداری سریع را فراهم کند .این امر می تواند از تجمع گازهای مضر جلوگیری کرده و ایمنی کلی گله را بهبود بخشد. استفاده از هوش مصنوعی در مرغداری می تواند مدیریت تهویه را بهبود بخشد و در نتیجه کیفیت هوا، سلامت و رفاه حیوانات و بهره وری مزرعه را بهبود بخشد (12).

رطوبت تشک

کنترل رطوبت تشک برای حفظ سلامت و رفاه طیور بسیار مهم است. رطوبت موجود در مواد بستر می تواند منجر به افزایش خطر رشد باکتری ها ،بیماری های تنفسی و بیماری درماتیت کف پا شود. هوش مصنوعی می تواند به نظارت و مدیریت سطح رطوبت در مواد بستر کمک کند. یکی از راه های نظارت بر سطح رطوبت ،استفاده از حسگرهای تعبیه شده در مواد بستر است .این حسگرها می توانند داده های مربوط به سطح رطوبت را جمع آوری کرده و به یک سیستم هوش مصنوعی ارسال کنند که می تواند داده ها را تجزیه و تحلیل کرده و سیستم های تهویه و گرمایش را بر اساس آن تنظیم کند. نکته مهم این است که دمای نامناسب ،رطوبت نسبی و مدت زمان قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی،به طور قابل توجهی بر رفاه، مرگ و میر و عملکرد جوجه های گوشتی تأثیر می گذارد (13). علاوه بر این، قرار گرفتن در معرض سطوح بالای گازهای مضر مانند دی اکسید کربن و آمونیاک می تواند پارامترهای عملکردی و سود صنعت طیور را کاهش دهد (شکل 3). رویکرد دیگر، استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین برای تجزیه و تحلیل داده های مربوط به رفتار طیور در رابطه با میزان رطوبت مواد بستر است.

شکل۳. سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی رطوبت تشک را کنترل می کند.

تعیین سن طیور

تعیین سن طیور یک کار حیاتی در دامپروری است، زیرا به مرغدارها این امکان را می دهد که در موردتغذیه، واکسیناسیون و کشتار ،تصمیمات آگاهانه ای بگیرند. تعیین سن سنتی با روش هایی مانند بازرسی بصری و وزن کشی می توانند زمان بر و نادرست باشند. هوش مصنوعی (AI) می تواند راه حل کارآمدتر و دقیق تری برای این مشکل ارائه دهد. الگوریتم های یادگیری ماشینی بر اساس منابع داده مختلف، مانند تصاویر پرندگان، صداهای آنها و حرکاتشان، آموزش دیده اند تا سن آنها را به طور دقیق پیش بینی کنند. تعیین سن مبتنی بر هوش مصنوعی با ارائه اطلاعات دقیق و به موقع در مورد سن پرندگان، پتانسیل ایجاد انقلابی در صنعت طیور را دارد که می تواند منجر به شیوه های مدیریتی بهتر، بهبود رفاه حیوانات و افزایش بهره وری شود (14).

ربات هادر مرغداری

ربات ها در مرغداری را می توان در کاربردهای مختلفی مانند تغذیه خودکار، جمع آوری تخم مرغ وکنترل محیط مشاهده کرد. به عنوان مثال، ربات ها می توانند تخم مرغ ها را جمع آوری کنند و آنها را به یک مکان مرکزی منتقل کنند. آنها همچنین می توانند رفتار پرندگان، دما و رطوبت را در مرغداری کنترل کنند. علاوه بر این ،ربات ها می توانند در تمیز کردن مرغداری کمک کنند و خطر انتقال بیماری در بین پرندگان را کاهش دهند (شکل5). چالش های متعددی در ماشینی کردن وظایف کشاورزی، از جمله تولید طیور، مانند نظارت بر محیط زیست و ارزیابی سلامت و چیدن تخم مرغ شناسایی شده است. نمونه هایی از ربات ها در تولید طیور عبارتند از رباتOPS (Octopus)  برای ضدعفونی کردن مرغداری ها، Poultry Bot (ربات خودران و هوشمند) برای جمع آوری تخم مرغ و Spoutnic (ربات متحرک است که در سالن پرورش حرکت می‌کند و مرغ‌ها را وادار به جابه‌جایی می کند) برای آموزش مرغ ها (15). ربات ها با افزایش بهره وری،کاهش هزینه های نیروی کار و بهبود رفاه حیوانات، پتانسیل ایجاد انقلابی در صنعت مرغداری را دارند. با پیشرفت فناوری، احتمالا شًاهد توسعه و استقرار ربات های بیشتری در صنعت مرغداری خواهیم بود. با این حال، تحقیقات بیشتری برای تعیین تأثیر بلندمدت ربات ها در تولید طیور و رفع هرگونه نگرانی مربوط به رفاه حیوانات و جابجایی شغلی مورد نیاز است (4).

 شکل5. استفاده از ربات ها در مرغداری در کاربردهای مختلف

نتیجه گیری

استفاده از هوش مصنوعی و رباتیک در صنعت طیور، ابزاری ارزشمند در بهبود سلامت و بهره وری گله های طیور است. استفاده از حسگرها و دوربین های ربات ها، امکان نظارت بر طیور را فراهم و شرایط بهینه برای رشد و توسعه را تضمین می کند. علاوه بر این، استفاده از ربات ها با کاهش هزینه های نیروی کار و بهبود دقت در کارهایی مانند تغذیه و جمع آوری تخم مرغ ،کارایی در پرورش طیور را افزایش داده است. پتانسیل اتوماسیون و تجزیه و تحلیل داده ها از طریق هوش مصنوعی و رباتیک می تواند صنعت طیور را متحول کند و منجر به افزایش سودآوری و پایداری شود. به طور کلی، در حالی که هنوز چالش هایی در مورد هزینه و اجرا وجود دارد، مزایای استفاده از هوش مصنوعی و رباتیک در پرورش طیور واضح است. تحقیق و توسعه مداوم در این زمینه برای فهم کامل این فناوری ها برای صنعت طیور بسیار مهم است.

منابع

1. Bao J., Xie Q. (2022). Artificial intelligence in animal farming: A systematic literature review. J. Clean. Prod., 331: 129956.
2. Mavani N.R., Ali J.M., Othman S., Hussain M.A., Hashim H., Rahman N.A. (2022). Application of artificial intelligence in food industry – a guideline. Food Eng. Rev., 14: 134–175.
3. Kumar J., Akhila K., Gaikwad K.K. (2021). Recent developments in intelligent packaging systems for food processing industry: a review. J. Food Proc. Technol., 12:895.
4. Zhuang X., Bi M., Guo J., Wu S., Zhang T. (2018). Development of an early warning algorithm to detect sick broilers. Comput. Electron. Agric., 144: 102–113.
5. Debauche, O., Mahmoudi, S., Mahmoudi, S. A., Manneback, P., Bindelle, J., & Lebeau, F. (2020). Edge computing and artificial intelligence for real-time poultry monitoring. Procedia computer science, 175, 534-541.
6. Guo Y., Aggrey S.E., Wang P., Oladeinde A., Chai L. (2022). Monitoring behaviors of broiler chickens at different ages with deep learning. Animals, 12: 3390.
7. Fei J.D., Hao W., Jun W., Wei X. (2023). Real-Time Recognition Study of Egg-Collectin Robot in Free-Range Duck Sheds. Available at SSRN 4396479.
8. Mortensen A.K., Lisouski P., Ahrendt P. (2016). Weight prediction of broiler chickens using 3D computer vision. Comput. Electron. Agric., 123: 319–326.
9. Patel H., Samad A., Hamza M., Muazzam A., Harahap M.K. (2022). Role of artificial intelligence in livestock and poultry farming. Sinkron: J. Ilm. Tek. Inform., 7: 2425–2429.
10. Ren G., Lin T., Ying Y., Chowdhary G., Ting K.C. (2020). Agricultural robotics research applicable to poultry production: A review. Comput. Electron. Agric., 169:
11. Mijwil M.M., Adelaja O., Badr A., Ali G., Buruga B.A., Pudasaini P. (2023). Innovative livestock: a survey of artificial intelligence techniques in livestock farming Wasit J. Comp. Math. Sci., 2: 99–106.
12. Barsagadea A.G., Rumaleb A.S. (2024). Internet of Things based intelligent monitoring and controlling of poultry system on using artificial intelligence. Int. J. Intell. Appl. Eng., 12: 456–467.
13. Ben Sassi N., Averós X., Estevez I. (2016). Technology and poultry welfare. Animals, 6:
14. Depuru B.K., Putsala S., Mishra P. (2024). Automating poultry farm management with artificial intelligence: Real-time detection and tracking of broiler chickens for enhanced and efficient health monitoring. Trop. Anim. Health Prod., 56: 1–11.
15. Wang K., Shen D., Dai P., Li C. (2023). Particulate matter in poultry house on poultry respiratory disease: A systematic review. Poultry Sci., 102556.