Экспериментальные исследования дистанционного устройства биометрической идентификации предмаститного состояния вымени коров дойного стада

Представлен анализ развития молочного скотоводства в Республике Беларусь. Отмечена проблематика снижения молочной продуктивности и срока хозяйственного использования коров дойного стада вследствие заболевания маститом. Отмечена важность своевременного обнаружения больных животных, а также лечения на ранних стадиях воспалительного процесса вымени. Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований макетного образца устройства биометрической идентификации предмаститного состояния вымени коров дойного стада. В ходе экспериментальных исследований выявлено значительное влияние температуры окружающей среды на тепловизионную картину, на основе которой определены значения коэффициента излучения для коров. Произведена финальная корректировка ранее установленных диапазонов температурных интервалов при определении той или иной формы мастита, а именно: в пределах 32,0−36,3 ℃ – диапазон нормальных температур, 36,4−37,7 ℃ – «Субклинический мастит», 37,8−39,0 ℃ – «Клинический мастит». Определены наиболее значимые факторы и параметр оптимизации. За параметр оптимизации выбран процент полезной площади исследуемого объекта. На основе обработки экспериментальных данных получена математическая модель, описываемая уравнением регрессии в виде полинома второй степени. Получены рациональные параметры устройства биометрической идентификации предмаститного состояния вымени коров дойного стада, а именно: угол наклона тепловизионного модуля αо – 2,7о, фокусное расстояния до объекта l – 794 мм, высота установки тепловизионного модуля h – 495 мм. Также на основе проведенных исследований определены приоритетные направления и возможности для развития отечественного агропромышленного комплекса посредством создания интегрированных систем контроля физиологического состояния животных в рамках развития цифровых автоматизированных технологий «умной» фермы.

1. Казакевич, П. П. Технологическая концепция «умной» молочной фермы / П. П. Казакевич, В. Н. Тимошенко, А. А. Музыка. – Жодино: Науч.-практ. центр Нац. акад. наук Беларуси по животноводству, 2021. – 244 с.

2. Суровцев, В. Н. Освоение цифровых технологий как основа стратегии развития молочного скотоводства / В. Н. Суровцев // АПК: экономика, упр. – 2018. – № 9. – С. 108–117.

3. VIII Международная научно-практическая конференция «Инновационные технологии в АПК, как фактор развития науки в современных условиях», посвященной 100-летию со дня рождения Циринского Нёни Абрамовича, доцента, кандидата технических наук, заведующего кафедрой начертательной геометрии Омского СХИ (с 1962 по 1989 гг.), 22 ноября 2022 г. / Ом. гос. аграр. ун-т [и др.]. – Омск: Ом. гос. аграр. ун-т, 2022. – 833 с.

4. Жилич, Е. Л. Экспериментальные исследования устройства биометрической идентификации заболеваний вымени дойного стада / Е. Л. Жилич, Ю. Н. Рогальская, В. В. Никончук // Техника и технологии в животноводстве. – 2023. – № 2 (50). – С. 11–16. https://doi.org/10.22314/27132064-2023-2-11

5. Лучко, И. Т. Воспаление молочной железы у коров (этиология, патогенез, диагностика, лечение и профилактика) / И. Т. Лучко. – Гродно: ГГАУ, 2019. – 183 с.

6. Юрочка, С. С. Разработка методов определения биометрических и температурных параметров вымени лактирующих животных на основе оптических технологий: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.20.01 / С. С. Юрочка. – М., 2022. – 24 с.

7. Артемова, Е. И. Цифровизация как инструмент инновационного развития молочного скотоводства / Е. И. Артемова, Н. М. Шпак // Вестн. Акад. знаний. – 2019. – № 31 (2). – С. 15–19.

8. Цифровизация в селекции как инструмент прогнозирования продуктивности в молочном скотоводстве / Т. В. Лепехина [и др.] // Зоотехния. – 2023. – № 12. – С. 10–13. – https://doi.org/10.25708/ZT.2023.59.33.004

9. Жилич, Е. Л. Применение метода термографии для идентификации заболевания молочной железы коров / Е. Л. Жилич, Ю. Н. Рогальская, Д. Н. Колоско // Техника и технологии в животноводстве. – 2022. – № 2 (46) – С. 108– 112. https://doi.org/10.51794/27132064-2022-2-108

10. Байдан, Д. В. Использование тепловизионного оборудования в животноводстве / Д. В. Байдан // Вопр. устойчивого развития о-ва. – 2020. – № 4–2. – С. 613–614. https://doi.org/10.34755/IROK.2020.58.97.253

11. Veterinary applications of infrared thermography / S. I. Rekant [et al.] // Am. J. Vet. Res. – 2016. – Vol. 77, № 1. – P. 98–107. https://doi.org/10.2460/ajvr.77.1.98

12. Non-invasive cattle body temperature measurement using infrared thermography and auxiliary sensors / F. K. Wang [et al.] // Sensors. – 2021. – Vol. 21, № 7. – Art. 2425. https://doi.org/10.3390/s21072425

13. Infrared thermography for measuring elevated body temperature: clinical accuracy, calibration, and evaluation / Q. Wang [et al.] // Sensors. – 2021. – Vol. 22, № 1. – Art. 215. https://doi.org/10.3390/s22010215

14. Chiu, Y. J. Integrated infrared thermography and accelerometer-based behavior logger as a hoof lesion identification tool in dairy cows with various foot diseases under subtropical climates / Y. J. Chiu, J. T. Hsu // J. Anim. Sci. – 2022. – Vol. 100, № 10. – Skac271. https://doi.org/10.1093/jas/skac271

15. Любимов, В. Е. Технико-технологические особенности решения проблемы лечения маститов коров в условиях современной молочно-товарной фермы / В. Е. Любимов, Д. В. Романов, Н. Н. Кучин // Вестн. НГИЭИ. – 2020. – № 9 (112). – С. 17–30. https://doi.org/10.24411/2227-9407-2020-10081

16. Любимов, В. Е. Физиологическая оценка состояния сосков молочной железы коров при воздействии ЭМП УВЧ в процессе машинного доения / В. Е. Любимов // Техника и технологии в животноводстве. – 2021. – № 4 (44). – С. 27–32. https://doi.org/10.51794/27132064-2021-4-27

17. Липчинская, А. К. Роль патологии сосков молочной железы в развитии маститов у коров при машинном доении: автореф. дис. ... канд. ветеринар. наук: 06.02.06 / А. К. Липчинская; Урал. гос. с.-х. акад. – М., 2010. – 21 с.

18. Определение методом инфракрасной термографии заболеваний вымени коров маститом и их влияния на продуктивность / В. В. Кирсанов [и др.] // Агроинженерия. – 2022. – Т. 24, № 4. – С. 4–9. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-4-4-9

19. Комаров, В. Ю. Ветеринарно-санитарное и зоогигиеническое обоснование изыскания и применения новых средств и способов диагностики, терапии и профилактики мастита у коров: дис. … канд. ветеринар. наук: 06.02.05 / В. Ю. Комаров. – Орел, 2016. – 157 л.

20. Дятлов, Н. В. Разработка пробиотического средства для обработки сосков вымени у коров: дис. ... канд. ветеринар. наук: 06.02.03 / Н. В. Дятлов. – Краснодар, 2021. – 136 л.

21. Налимов, В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В. В. Налимов, Н. А. Чернова. – М.: Наука, 1965. – 340 с.

22. Хайлис, Г. А. Исследования сельскохозяйственной техники и обработка опытных данных / Г. А. Хайлис, М. М. Ковалев. – М.: Колос, 1994. – 169 с.

23. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А. А. Спиридонов. – М.: Машиностроение, 1981. – 184 с.