Sztuczna inteligencja w oborach
– Nowe technologie i sztuczna inteligencja to już nie science fiction. Z powodzeniem pracują w polskich oborach, zwiększając konkurencyjność polski na globalnym rynku mleka – podkreślali eksperci i praktycy podczas wydarzenia Agro-Premiery w Poznaniu.
tekst Marcin Jajor , zdjęcie: Renata Szwarc
Przeszliśmy prawdziwą rewolucję, bo kiedyś jedną krowę doiły dwie osoby, a dziś dwie osoby doją tysiąc krów. Zapewniają to nowoczesne i bardzo wydajne hale udojowe oraz szeroko pojęta automatyzacja pracy, w tym roboty udojowe. Według danych z grudnia 2024 r. w oborach pod oceną wartości użytkowej krów mlecznych PFHBiPM pracowało grubo ponad 1000 robotów w ok. 600 stadach, podczas gdy dwa lata wcześniej – 706 robotów udojowych w nieco ponad 390 stadach. Nowe technologie i sztuczną inteligencję wykorzystujemy na wielu różnych płaszczyznach. Oprócz automatycznych systemów doju czy zadawania pasz, mają zastosowanie m.in. przy monitorowaniu stada poprzez czujniki i urządzenia (aktywność, temperatura, średni czas spożywania i przeżuwania paszy), w systemach wentylacji, do diagnostyki chorób i monitorowania stanu zdrowia. Do tego dochodzą zaawansowane bolusy i głośniki do analizy funkcjonowania przewodu pokarmowego krowy w czasie rzeczywistym czy kamery wraz z analizą obrazu. Kiedy te rozwiązania staną się bardziej dostępne i czy poprawią konkurencyjność polskich hodowców? W ramach debaty „Kierunki rozwoju produkcji zwierzęcej w oparciu o technologie rolnictwa 4.0/5.0” na te i inne pytania Marcina Jajora, redaktora „Hodowli i Chowu Bydła” odpowiadali prof. Marcin Gołębiewski ze SGGW, dr Ryszard Kujawiak z firmy Sano oraz Dominik Podolski, hodowca krów mlecznych z miejscowości Lubotyń (woj. wielkopolskie).
Inwestujemy, żeby ułatwić pracę?
– We wszystkich technologiach informatycznych obserwujemy następujący trend: z czasem pojawia się konkurencja, poprawia się jakość narzędzi i zmniejsza ich cena. W związku z tym stają się one coraz bardziej dostępne – mówił prof. Marcin Gołębiewski. Jak zaznaczał, w najbliższej przyszłości wszystkie procesy związane z nowymi technologiami będą przyspieszać, zwłaszcza w produkcji mleka, gdzie borykamy się z wieloma problemami, w tym szczególnie niedoborami rąk do pracy. Inną bolączką jest niechęć do przejmowania gospodarstw po rodzicach. Dlatego będziemy zmuszeni do automatyzacji, która sama w sobie wykorzystuje nowoczesne technologie IT i zmienia cały ekosystem pracy w przedsiębiorstwie, jakim jest współcześnie gospodarstwo wyspecjalizowane w produkcji mleka.
– Nasza inwestycja to odpowiedź na zauważalną od wielu lat tendencję: brak siły roboczej do pracy przy zwierzętach. Co się zmieniło? Nie ma się co oszukiwać, inwestujemy, żeby sobie ułatwiać pracę, i oczywiście dzięki automatyzacji jest ona zdecydowanie prostsza, bo bazujemy głównie na pracy z telefonem. Jeśli jednak komuś się wydaje, że dzięki robotom może zapomnieć o krowach, to jest to nieporozumienie – podkreślał Dominik Podolski, który wraz z rodzicami zarządza stadem ok. 220 krów w oborze z 4 robotami udojowymi.
Zmiany nie ominęły też gospodarstwa Sano Agrar Institut w Lubiniu (woj. wielkopolskie). Jak mówił dr Ryszard Kujawiak, jednym z przełomowych momentów w ciągu ostatnich 15 lat jego funkcjonowania była inwestycja w nowoczesną karuzelową halę udojową z 60 stanowiskami. Dzisiaj 3 osoby doją na niej 1500 krów na jednej zmianie (łącznie w gospodarstwie znajduje się 1700 krów). Olbrzymi postęp dokonał się też w żywieniu.
– Kluczowe znaczenie ma skład pasz, który analizujemy z wykorzystaniem zainstalowanych w wozach paszowych aparatów NIRS. Dzięki nim możemy na bieżąco korygować dawkę pokarmową. Przykładem może być kukurydza przeznaczona na kiszonkę. Zbieramy ją, kiedy zawiera 30% s.m., a kończymy przy 40% s.m. Niby ta sama kiszonka, a jednak o zdecydowanie innym składzie, który zawsze sprawdzamy, kiedy ładujemy ją do wozu paszowego – zaznaczał dr Kujawiak. To wszystko wpłynęło na wzrost wydajności, ale i zdrowotności stada. – Przy wydajności na poziomie 13 000 kg mleka od krowy na rok mamy w stadzie niecałe 2% krów z kliniczną ketozą – dodawał dr Kujawiak.
Liczy się ilość i jakość danych
W niedalekiej przyszłości na znaczeniu będzie zyskiwało tzw. precyzyjne żywienie, którego celem jest możliwie najlepsze spożytkowanie dostępnych zasobów i pokrycie potrzeb pokarmowych zwierząt, tak by z jednej strony zniwelować niedobory, a z drugiej zmniejszyć straty wynikające z wykorzystania danego składnika ponad potrzeby krów. Czy jednak już niedługo będziemy mogli całkowicie powierzyć AI przykładowo opracowanie kompleksowej dawki pokarmowej?
– Maszyny nie zastąpią w pełni człowieka. Można się jednak spodziewać, że sztuczna inteligencja i różnego rodzaju systemy będą coraz doskonalsze i już za kilka lat mogą ułożyć lepszą dawkę pokarmową dla krów mlecznych niż człowiek przy udziale obecnych narzędzi – komentował dr Kujawiak. Wyraził jednak obawę, czy będą one dysponowały wystarczająco szczegółowymi informacjami. Trzeba sobie bowiem zdawać sprawę, że – ostrzegał nasz rozmówca – po nieodpowiednim zbilansowaniu dawki pokarmowej wyjście na prostą może zająć nawet kilka miesięcy, a czasami jest wręcz niemożliwe.
– Ilość i jakość danych, które dostarczymy, ma kluczowe znaczenie – uzupełniał prof. Gołębiewski. Pokazuje to prosty eksperyment. Przedstawiciel SGGW umieścił w czacie GPT (z ang. generative pre-trained transformer) komponenty dawki pokarmowej wraz z załącznikiem o ich składzie chemicznym, ale też dodatkowo określił, że dawka pokarmowa dla krów ma zostać opracowana na podstawie norm NRC. – Przy tylu informacjach okazało się, że GPT działał jak najlepszy program żywieniowy dla zwierząt – podkreślał prof. Gołębiewski. Dodał, że sztuczna inteligencja to przede wszystkim ogromna ilość danych. Jeżeli weźmiemy więc pod uwagę, że hodowca może w czasie rzeczywistym modyfikować dawkę pokarmową dla pojedynczych zwierząt w interakcji z systemem monitorowania pobrania paszy oraz jej składu chemicznego, to okazuje się, że ma do dyspozycji narzędzie i informacje, uzyskanie których w innym wypadku zajęłoby mu cały dzień przed komputerem. Zdaniem prof. Gołębiowskiego należy szukać możliwości, które pozwolą wyposażyć hodowców w narzędzia mogące poprawić już bardzo wysoką efektywność produkcji. – Zdecydowanie trudniej jest zwiększyć wydajność z 13 000 na 15 000 kg mleka niż z 5000 na 10 000 kg średnio od krowy na rok. Wówczas musimy wykorzystywać zupełnie inne informacje i zachować zupełnie inny poziom precyzji – kwitował ekspert.
Po pierwsze ekonomia
Czego od nowych technologii w oborach oczekują hodowcy? Jak wspominał Dominik Podolski, roboty udojowe to kolejny krok w rozwoju rodzinnego gospodarstwa. Na przestrzeni ostatnich kilku lat w rodzinnym gospodarstwie wykorzystywano już m.in. system do monitorowania bydła. Skupiał się on na aktywności krów, analizie przeżuwania czy wykrywaniu rui.
– Pierwszą i najważniejszą rzeczą, której oczekiwałem po zmianie systemu doju, była poprawa komfortu i warunków pracy. Kolejna sprawa to wydajność. Nie ma się co oszukiwać, to jedna z kluczowych kwestii decydujących o ekonomice produkcji mleka. Aktualnie przeciętna krowa w oborze daje średnio 12 300 kg mleka na rok. Jest więc do nadrobienia ok. 1000 kg mleka i mam nadzieję, że roboty mi w tym pomogą – mówił Podolski. Co podpowiedziałby hodowcy, który dopiero chciałby rozpocząć swoją przygodę z nowoczesnymi narzędziami w oborze? Nasz rozmówca odpowiedział krótko: „Zacząłbym od zadbania o dobrostan zwierząt”.
– Zawsze zwracamy bardzo dużą uwagę na ekonomikę i jedyną odpowiedzią na niższe ceny skupu mleka jest zwiększenie skali produkcji i szukanie możliwości ograniczania jej kosztów. Prowadzi do tego m.in. poprawa wydajności mlecznej krów oraz doskonała jakość kiszonek – mówił dr Kujawiak. Jego zdaniem wyprodukowanie złej, średniej czy dobrej kiszonki wiąże się z bardzo podobnymi nakładami. – To w naszym gospodarstwie udało się ustanowić rekord zawartości energii w kiszonce z kukurydzy. Każdą kiszonkę sam próbuję i wszyscy hodowcy powinni to robić – apelował dr Kujawiak.
Jak dodawał prof. Gołębiewski, nowe rozwiązania będą się pojawiały tam, gdzie są potrzebne, a co za tym idzie, będą miały największą stopę zwrotu i będą ograniczały nakłady prac. Jego zdaniem istotnym bodźcem do zmian jest też opinia publiczna. Jeśli będziemy wykorzystywać technologie inwazyjne, tj. przykładowo wszczepiać zwierzętom coś pod skórę, to będzie to budziło powszechny sprzeciw opinii publicznej. Dlatego w przyszłości powstaną rozwiązania nieinwazyjne i możliwie bezawaryjne, w tym technologie wizyjne. Muszą jednak osiągnąć na tyle wysoki poziom efektywności, żeby inwestycja mogła się zwrócić.
Analiza obrazu
– W moich zespołach badawczych zastosowanie technologii wizyjnej i AI ma wielowymiarowy charakter. Projekty skoncentrowane na jej komercjalizacji realizujemy już od 5 lat – mówił prof. Gołębiewski. – W ramach projektu – kontynuował – nauczyliśmy kamery patrzeć na krowy, które mają się cielić. Dostajemy informację na ok. 40–50 minut przed spodziewanym wyparciem płodu, nawet w zbiorczych kojcach, gdzie system rozróżnia poszczególne zwierzęta. To jedno z rozwiązań, które zdecydowanie upraszcza pracę i już jest dostępne dla hodowców. Efekty? Okazało się, że brak powtarzalności, nudy czy gorszego dnia – z czym w odróżnieniu od AI – boryka się człowiek, skutkowało wzrostem wykrywalność porodów. Prof. Gołębiewski wykorzystuje AI również do analizy mleka pod mikroskopem w odpowiednim wybarwieniu. Dzięki temu można uzyskać informacje o zmianach jego struktury.
– Możemy się dowiedzieć, czy przykładowo mleko nie było poddane wysokiemu ciśnieniu, które jest związane z procesem wirowania, lub czy zwyczajnie nie zamarzło w zbiorniku, co przekłada się na procesy technologiczne i ich wydajność. Poszliśmy też o krok dalej, tj. pracujemy nad tym, żeby wykrywać najbardziej niebezpieczne grupy drobnoustrojów znajdujących się w mleku, a tym samym wspierać profilaktykę zdrowotną. Nie uzurpujemy sobie natomiast prawa do określenia gatunku bakterii, bo to zbyt trudne i skomplikowane – wyjaśniał prof. Gołębiewski.
Nie mamy się czego wstydzić!
Zdaniem uczestników debaty istotną barierą rozwoju nowych technologii w polskich oborach jest biurokracja, a także skomplikowane procedury administracyjne i ograniczone możliwości finansowania. Przy funkcjonowaniu na bardzo zmiennym rynku oraz w obliczu coraz większych oczekiwań konsumentów i opinii publicznej stwarza to bardzo trudne warunki do rozwoju.
– Mamy szansę poprawić naszą konkurencyjność i pozycję na rynku mleka pod warunkiem, że nie będziemy mieli zbyt dużo ograniczeń narzuconych przez urzędników unijnych, którzy bardzo często nie mają zielonego pojęcia o produkcji zwierzęcej – podkreślał dr Kujawiak. Ogromnym zagrożeniem jest też wspominany problem braku następców w gospodarstwach. Według prof. Gołębiewskiego, jeśli nowe pokolenie rolników nie dostanie możliwości zorganizowania produkcji zapewniającej im wyższe standardy życia w porównaniu z warunkami, w których do tej pory funkcjonowali młodzi hodowcy, to już niedługo w ogóle nie będzie gospodarstw rolnych.
– To bardzo duże zagrożenie dla bezpieczeństwa kraju. Dlatego młodzi rolnicy, którzy przejmują gospodarstwa, powinni mieć bardzo preferencyjne warunki, tak by chcieli się zajmować tą trudną i wymagającą działalnością, jaką jest produkcja mleka – mówił przedstawiciel SGGW w Warszawie. Zaraz potem dodał, że pod kątem implementacji nowych technologii w oborach Polska nie ma się czego wstydzić. – Polscy hodowcy chętnie dokonują zmian i pod tym względem wypadamy lepiej niż niektóre kraje UE, które są bardziej konserwatywne i trudnej przychodzi im wdrażanie nowych technologii w praktyce. Musimy jednak patrzeć na specyfikę naszej produkcji. Trzeba stosować wyłącznie te narzędzia, które będą budowały naszą przewagę konkurencyjną. Niekoniecznie będą to więc takie, jak w dużych gospodarstwach w UE – kwitował ekspert.
