农业部向普渡大学拨款100万美元旨在提高奶牛场的效率

普渡大学研究人员团队获得了农业部国家 食品和农业研究所提供的 100 万美元资助，用于 通过使用自动视频分析系统提高奶牛场的饲料效率和一致性。NIFA 最近投资了 960 万美元，支持动物创新系统的 12 个项目，这笔赠款是其中之一。

“饲料成本是奶农的第一大成本。为了提高饲料效率，我们必须向农民提供接近实时的反馈，” 动物科学副教授 Jacquelyn Boerman说。“如果我们能够提高饲料的稠度，并且我们知道每头奶牛在吃什么，我们就能更好地管理饲料。这对奶农具有经济影响。”

乳制品行业的目标是通过各种方法到 2050 年实现碳中和，包括改变牛瘤胃环境和管理粪便以减少甲烷排放。博尔曼的团队将致力于通过为奶牛提供一致的饲料并测量它们的采食量来提高奶牛的效率。

作为一名牛营养师，博尔曼将评估饲料成分的一致性，从而提高牛奶产量。 埃尔莫尔 电气与计算机工程教授艾米·雷布曼 (Amy Reibman ) 将负责视频录制物流和数据分析。

研究人员将主要在普渡乳品厂进行初始测试阶段 。“我们希望它之后能够应用于商业农场，”博尔曼说。该项目得到了印第安纳乳制品生产商和农场营养公司的支持信。

此次合作始于 2022 年的一项内部提案，该提案为农学院和工程学院教师之间的一个项目提供了资金。新项目还扩展了 Matthew Rogers 的工作，Matthew Rogers 于 2022 年获得普渡大学农业和生物工程博士学位。Rogers 使用立体视觉来测量颗粒农业材料的体积。

如果成功，该项目将能够在群体环境中测量每只动物的采食量。“迄今为止，我们只测量了每只动物的产出，并汇总了每组的投入，”兼任数字农业院长研究员的巴克马斯特说。

Buckmaster 很高兴能够将早期职业生涯中在饲料、饲喂、奶牛总混合日粮 (TMR) 和颗粒尺寸方面的工作与他最近在数字建筑数据管道方面的工作结合起来。

“在 TMR 情况下，无需进行极其繁琐且昂贵的采样即可知道每批次均已均匀混合，这也具有很大的价值，”他说。他的职责包括协助 TMR 均匀性实验和进料表征。

“我预计从原始体积测量到每只动物的摄入量也需要一些分析和建模。这将涉及密度和水分含量方面，以及当奶牛并排时适当划分饲料消失量，”他说。

该项目的视频分析组件旨在增强对农民决策所依赖的视觉数据的理解。

“农民接受过训练，可以根据他们看到的东西做出很多决定，”专门从事动物视频分析的雷布曼说。“我是个工程师。我想解决问题。我们应该能够设计一个可以增强他们能力的系统。

“我们希望该系统能够在运营农场中发挥作用，而运营农场有时会出现恶劣的视觉环境：照明不良、灰尘。我把这种现象称为相机上的空气中的“shmutz”。”

该团队的指导原则是通过放置摄像头和其他奶农无需操作的设备来获取所需的数据。

“‘它必须按原样运作’而不是‘我们能否改变环境以使其发挥作用’的想法对我来说很着迷，”雷布曼说。

普法伊弗是该项目社会科学团队的负责人，专门研究上游、对话和联合生产通信模型。“这意味着我们在设计技术时就参与了上游研究，”菲弗说。“联合制作意味着我们正在听取利益相关者的反馈。”

在这个项目中，农民、营养师、兽医和行业代表将与工程师和科学家分享反馈，因为他们正在设计这些摄像系统以提高饲料效率。

“我们经常看到，为改善生活而开发的技术常常会给最终用户带来意想不到的成本、风险和挑战，”Pfeiffer 说。这可能会导致对技术的抵制。

社会科学团队还包括农业科学教育与传播系的马克·塔克教授和博士生罗布·韦纳。