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荷兰科学家采用RFID标签监控肉鸡畜牧管理

发表时间:2020-11-19 09:00作者:米进科技

监测个体肉鸡的活动对研究人员来说是一个挑战。荷兰瓦格宁根大学的科学家用RFID系统成功地通过追踪围栏里腿上带有标签的肉鸡,来记录单只肉鸡一生的活动情况。

由于肉鸡通常被成群地饲养在生产系统中,因此识别和跟踪单只肉鸡是一个挑战。诸如计算机视觉(CV)、超宽带(UWB)跟踪和无源射频识别(RFID)之类的技术可能会提供解决方案。特别是,无源RFID标签不需要电池,体积小,重量轻,具有从一开始就追踪单只肉鸡的潜力,因此,在本次研究中,科学家研究了无源RFID系统在整个生命周期中跟踪个体肉鸡活动的适用性。小而轻的RFID标签更有研究小于两周大的家禽类的潜力。

此外,与现有的跟踪系统相比,用于跟踪单只肉鸡活动的无源RFID系统可以通过提供偏离群体的单只肉鸡活动数据来增加价值。

这项研究有两个主要目标:(1)通过将RFID记录的位置与视频上记录的位置进行比较来验证RFID记录的位置;(2)通过RFID与视频上记录的距离、经验证的超宽带跟踪系统记录的移动距离进行比较,来评估单位时间内访问的天线数量是否可以作为活动的衡量标准。

这项研究是在荷兰的一家肉鸡场(荷兰每个农场平均约有75,000只家禽类)进行的,总共跟踪了来自两个遗传组合的40只雄性肉鸡,使用了荷兰Dorset Identification公司的无源RFID系统。从孵化之日起,肉鸡的腿上就安装了一个小型、轻巧的13.56 MHz HF RFID标签,尺寸约为15×3.7 mm,重量不到1克。标签用橡皮筋和胶带贴在肉鸡腿上。



安装在肉鸡腿上的RFID标签

这些肉鸡被饲养在1.8×2.6m的矩形围栏中,面积约为4.7㎡。围栏安装了30个32×41cm的高频天线,覆盖了整个围栏。天线位于底部板子的下面,以保护其免受水、湿气和灰尘的损害。来自奥地利freaquent froschelectronics GmbH公司的HF RFID读写器DSLR1000读取天线上的标签并将信息传输给该公司定制的RFID软件。



在研究过程中跟踪围栏的俯视图,围栏壁上的线表示天线网格的位置

为了验证RFID系统,研究人员拍摄了围栏的俯视录像,以评估家禽随时间移动的位置及距离。RFID和视频之间的比较表明,就动物的位置而言,平均有62.5%的RFID记录与视频完全匹配,而在允许一根天线偏离的情况下,有99.2%的近似匹配,这表明RFID系统可以很好地近似家禽个体的位置。

总体而言,不同观察方法之间的适度强相关性表明,RFID系统和UWB系统都适合估算个体禽类之间的活动水平差异。然而,RFID系统由于其小巧、轻便的标签而允许从孵化开始监控活动,因此在这里它被视为跟踪整个群养肉鸡中个体活动的首选方法。

此处实施的RFID系统显示出巨大潜力,以一种省时、客观的方式同时记录群体中单只肉鸡的活动水平。当前设置使用尺寸为32 x 41cm的天线提供了高水平的细节,在研究群居动物的个体行为方面可能具有重要价值。此处使用的RFID系统相对容易拆卸和移动到其他位置,但是最好将该系统设置在可以保持更长时间的位置,因为运输和周围环境的变化可能导致需要对天线进行重新校准,并且由于无法使用水,因此难以清洁天线。

选择一个系统时,实现RFID系统的预期目的很重要,因为这可能会影响RFID系统的要求。例如,目前的设置实现了高频RFID,允许在一个天线上记录多个动物并避免数据冲突。但是,射频系统也要考虑到环境中水、金属的影响程度以及可以实现的通信范围,因此在选择系统时要权衡收益和弊端,这一点很重要。

空间分辨率的水平也因天线的尺寸和配置而有所不同。为了更详细地记录位置,可能需要更多和更小的天线。但是,对于实践中的大规模应用,高空间分辨率是不现实的。鉴于将大型外壳与当前尺寸的完整天线网格安装在一起是不可行的,一种选择是在外壳中的特定区域安装天线,例如馈电线。这不会提供本研究中可以记录的活动级别的详细信息,但可以使人们跟踪饲养者的访问。

另一种选择是使用多条线形天线将整个饲养空间划分为不同的区域,并研究家禽在区域之间切换的频率。未来的研究可能会调查这些粗略的测量结果与活动水平的详细数据之间的相关性,以确定这些粗略的测量结果是否可以作为大规模生产环境中活动的代表。

未来还会进一步研究将RFID标签粘贴到腿上的替代方法。这项研究中使用的橡皮筋是有效的,也就是说,标签很牢固,不会经常丢失。初期观察到肉鸡腿部会出现啄伤,但在短暂的适应期后,这几乎不会引起肉鸡的反应,从而表明腿部标签不会干扰肉鸡的正常行为。

未来还会继续探讨使用RFID记录确定更详细的真实移动距离的潜力。RFID和视频之间的关系,似乎显示出一种线性模式,这表明有可能使用RFID记录来估算真实的移动距离。尽管此处未进行研究,但可以将RFID系统用于研究成群饲养的家禽的真实距离,这可能是一种有价值的工具,例如,可以确定减少腿部问题的活动阈值水平。

本例研究了无源高频RFID跟踪系统是否适合监测整个生命周期中肉鸡个体的活动水平。在62.5%的案例中,RFID系统显示的动物位置与视频显示的完全吻合。总的来说,考虑到一根天线的偏差,在RFID和视频之间总共观察到99.2%的近似匹配。就RFID与视频记录的移动距离和UWB记录的移动距离而言,存在中等程度的强相关性。这表明RFID系统可以准确地记录活动中的个体差异。

然而,RFID记录距离的绝对值通常是对真实移动距离的低估。总的来说,RFID系统似乎适合于监控群居的肉鸡个体的相对活动,并有助于在个体早期和后期的生活中获得活动指标。与超宽带跟踪或视频观察相比,RFID系统用于跟踪活动的主要优点包括:小而轻的标签可以从肉鸡孵化开始跟踪、有限的体力劳动和可靠的个人身份识别。关于生命早期活动水平的数据可能有助于确定和预测健康、福利和生产参数,但这一领域还需要更多的研究。


 
 
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