Czy zastanawialiście się kiedyś, co by było, gdybyśmy mogli zrozumieć, co mówią krowy? Badacze z Virginia Tech podjęli się ambitnego zadania: chcą użyć danych akustycznych do odkrycia wzorców wokalizacji krów, co może rzucić światło na ich dobrostan, emocje, a nawet ich „język”. Każde muczenie, przeżuwanie, a nawet beknięcie krowy zawiera informacje mówiące wiele o jej stanie zdrowia i samopoczuciu.
Sztuczna inteligencja zinterpretuje muczenie krów
James Chen, badacz danych o zwierzętach i adiunkt w School of Animal Sciences, oraz jego współpracownik, Gonzalo Ferreira, naukowiec od spraw mleczarstwa i profesor współpracujący, zamierzają zbierać dane audio od krów, ich cieląt oraz bydła hodowlanego na pastwiskach. Następnie planują użyć uczenia maszynowego do analizy i katalogowania tysięcy punktów danych akustycznych oraz interpretacji wokalizacji krów, takich jak muczenie, przeżuwanie i beczenie, pod kątem oznak stresu lub choroby.
Pomyślmy o płaczącym dziecku w samolocie czy kościele. Jako ojciec, mam pewne pojęcie, czy dziecko płacze z głodu, czy z potrzebę uwagi. Nasze pytanie badawcze brzmi: Czy możemy używać danych audio do interpretacji potrzeb zwierząt?
Gonzalo Ferreira
Badacze są szczególnie zainteresowani identyfikacją wzorców wokalnych, jakimi krowy komunikują stres. Sztuczna inteligencja dokona analizy częstotliwości, amplitudy i czasu trwania wydawanych dźwięków oraz skoreluje te dane z próbkami kortyzolu ze śliny krowy. Następnie wykonane zostaną próby kwalifikacji, czy zwierzęta te doświadczają braku, łagodnego czy silnego stresu. Będzie to początek procesu rozszyfrowania ich „języka”.
Budowanie modelu do analizy
W ramach projektu, stworzony został system obliczeniowy, który integruje zarządzanie danymi akustycznymi, wstępnie wytrenowane modele uczenia maszynowego oraz interaktywną wizualizację dźwięków zwierząt. Zebrane informacje będą udostępniane w specjalnej aplikacji dostępnej dla naukowców, producentów i osób zainteresowanych tematem. Badacze mają nadzieję, że ich praca przyczyni się do poprawy warunków życia oraz zdrowia krów w przyszłości.
Podczas wydawania dźwięków, a dokładne beknięć, zwierzęta te mogą uwalniać niewielkie ilości metanu, dlatego też do swoich badań naukowcy wybierali krowy, które robią to znacznie rzadziej od innych. Na problem wydzielania gazów cieplarnianych zwrócili uwagę również inni uczeni z grupy projektowej Zelp, którzy w 2022 roku stworzyli maskę, której zadaniem jest ich neutralizacja. Uczestnicy projektu dostali wtedy 50 tysięcy funtów na dalszy jego rozwój.
Co więcej, analiza stresu krów również nie jest po raz pierwszy przedmiotem badań. Na łamach portalu wspominaliśmy także o tureckim hodowcy bydła, który postanowił założyć zwierzętom gogle wirtualnej rzeczywistości i wyświetlał im obrazy zielonej, skąpanej w słońcu łąki. Eksperyment ten wykazał ciekawą zależność, gdyż jednostki oglądające wirtualne pastwisko były bardziej zrelaksowane, a w konsekwencji produkowały także więcej mleka.
