Monitoraggio del comportamento animale con Ultralytics YOLOv8

Secondo le Nazioni Unite, nel 2050 la popolazione mondiale sarà di 9,6 miliardi di persone. Con l'aumento della popolazione mondiale, ci troviamo a rivolgerci a tecnologie avanzate come il deep learning in agricoltura per creare soluzioni agricole sostenibili. Algoritmi di visione artificiale come Ultralytics YOLOv8 possono fare una grande differenza, soprattutto quando si tratta di monitorare il comportamento degli animali. Le informazioni raccolte grazie alla computer vision possono aiutare gli agricoltori a ottimizzare la gestione e la cura del bestiame. In questo articolo, scopriremo come YOLOv8 può cambiare il modo in cui viene affrontato il monitoraggio degli animali!

Migliorare il benessere con il monitoraggio degli animali basato sulla vision

Tenere d'occhio il bestiame è fondamentale per assicurarsi che sia in salute. Ma può essere difficile, dato l'enorme numero di animali da monitorare e di cui tenere conto. L'intelligenza artificiale (AI) aiuta a monitorare gli animali utilizzando tecniche avanzate di visione computerizzata per osservare e analizzare il comportamento degli animali. Algoritmi come YOLOv8 sono in grado di track animali in tempo reale e di fornire dati accurati senza bisogno di sensori o etichette invasive. 

Può essere utilizzato in aziende agricole, zoo e strutture di ricerca per individuare i primi segni di malattia, stress o disagio, consentendo una cura più rapida. Possiamo anche monitorare le abitudini alimentari, le interazioni sociali e i livelli di attività degli animali. Ad esempio, si consideri il filmato di mucche in cui la computer vision viene utilizzata per identificare se le mucche sono in piedi, sedute o che camminano.

‍

Monitorando attentamente la postura di una mucca, un agricoltore può capire molto sull'animale. Se una mucca che di solito sta in piedi o cammina molto è improvvisamente seduta più spesso, potrebbe indicare un problema di salute. Attraverso il monitoraggio continuo del comportamento degli animali, gli agricoltori possono garantire che il loro bestiame sia sano e intervenire rapidamente quando qualcosa sembra strano. Possono creare un ambiente più sano ed efficiente per gli animali e, in definitiva, migliorare il loro benessere e ridurre i costi di manodopera.

IA contro i metodi tradizionali nel monitoraggio degli animali

I metodi tradizionali di monitoraggio degli animali spesso si basano su osservazioni manuali e sensori invasivi come i tag RFID, che utilizzano la radiofrequenza per trasmettere dati in modalità wireless per l'identificazione e il tracciamento degli animali. Tuttavia, questi metodi possono richiedere molto tempo, essere ad alta intensità di manodopera e talvolta stressanti per gli animali. Inoltre, questi tag sono spesso costosi e possono facilmente cadere dagli animali e rompersi. Tali problemi comportano enormi perdite per l'agricoltore. Ad esempio, un allevamento nel Montana, USA, con 17.000 animali (tutti con tag RFID) aveva perso circa 1.000 tag in un anno, come notato da Bryan Elliott, il fondatore di 406 Bovine, in un articolo di AgUpdate.

Al contrario, le soluzioni di computer vision per il monitoraggio degli animali offrono una soluzione automatizzata e non invasiva con molti vantaggi. Supponiamo che un animale abbia una malattia infettiva ed è importante tenerlo in quarantena per impedire che la malattia si diffonda ad altri animali. Utilizzando la computer vision, possiamo monitorare l'animale continuamente senza bisogno di disturbarlo. Possiamo monitorare rapidamente i cambiamenti nella sua salute e fornirgli le cure appropriate più velocemente. Aiuta anche a verificare se i trattamenti funzionano e ad assicurarsi che la malattia non si diffonda al resto della mandria.

‍

Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'utilizzo della computer vision per analizzare il comportamento degli animali:

• Maggiore accuratezza nell'individuazione dei primi segni di malattia o stress.
  ‍
• Monitoraggio continuo che non interrompe il comportamento naturale.
  ‍
• Significativa riduzione dei costi di manodopera e operativi.
  ‍
• Informazioni utili che migliorano il benessere degli animali e la produttività dell'azienda agricola.

Come YOLOv8 può essere utilizzato per monitorare il comportamento degli animali

È possibile utilizzare YOLOv8 per track modelli di alimentazione, i movimenti, le interazioni sociali e molto altro ancora. YOLOv8 eccelle in tecniche informatiche chiave come il rilevamento di oggetti, il tracciamento di oggetti e la stima della posa. 

Analizziamo più nel dettaglio queste attività di computer vision:

• Rilevamento di oggetti: Il rilevamento di oggetti viene utilizzato per identificare ed etichettare diversi oggetti all'interno di una singola immagine o fotogramma video.
  ‍
• Tracciamento degli oggetti: Il tracciamento degli oggetti viene utilizzato per tenere track degli oggetti identificati mentre si spostano su più fotogrammi di un video.
  ‍
• Stima della posa: La stima della posa viene utilizzata per determinare le posizioni e gli orientamenti esatti di oggetti o parti del corpo in un'immagine o in un video.

‍

Grazie a queste attività, YOLOv8 offre potenti funzionalità per il monitoraggio e l'analisi del comportamento degli animali. Con il rilevamento degli oggetti, YOLOv8 può identificare e classify singoli animali all'interno di un branco per monitorarne le attività. Poi, il tracciamento degli oggetti con YOLOv8 può aiutare a seguire continuamente i movimenti di ciascun animale nel tempo, da un fotogramma all'altro.

Combinando questo dato con la stima della posa, YOLOv8 può fornire un'analisi dettagliata delle condizioni fisiche e del comportamento dell'animale. Gli allevatori possono monitorare il tempo che ciascun animale trascorre mangiando, camminando o riposando. Questo aiuta a individuare eventuali cambiamenti nel comportamento, come la riduzione dei movimenti o l'alterazione delle abitudini alimentari, che potrebbero indicare problemi di salute. 

‍

Per maggiori dettagli su come utilizzare YOLOv8 per varie attività, visitate le Guide diUltralytics .

Una giornata nella vita di un agricoltore: utilizzo dell'AI per il monitoraggio degli animali

Per darvi un'idea di quanto il monitoraggio degli animali tramite IA possa cambiare la vita di un agricoltore, ripercorriamo una giornata integrata con l'IA. 

‍

Al mattino, un agricoltore potrebbe controllare il proprio sistema di monitoraggio degli animali su un tablet. Le telecamere nel fienile e nei campi avrebbero analizzato il bestiame durante la notte e fornito rapporti sulla salute, il comportamento e l'attività di ciascun animale. Il sistema avvisa l'agricoltore di una mucca che mostra segni di zoppia, e lui può prontamente prendersi cura della mucca. 

Durante il giorno, i sistemi di computer vision monitorano continuamente gli animali, regolando le porzioni di alimentazione automatizzate in base alle osservazioni in tempo reale delle abitudini alimentari e delle condizioni fisiche di ciascun animale. L'agricoltore monitora a distanza la mandria, ricevendo notifiche di qualsiasi attività insolita o segni di difficoltà rilevati dalle telecamere. La sera, l'agricoltore esamina i dati per pianificare la giornata successiva. 

L'intelligenza artificiale può anche aiutare l'allevatore a prendere decisioni migliori analizzando le tendenze e gli schemi dei dati. L'apprendimento automatico può essere utilizzato per suggerire programmi di alimentazione ottimali, identificare precocemente potenziali problemi di salute e persino raccomandare modifiche per migliorare l'efficienza e la produttività complessiva dell'azienda. Con l'avvento di tecnologie come l'ultima versione di ChatGPT, GPT-4o, è possibile che l'IA diventi un utile assistente per l'agricoltore.

L'IA nelle pratiche veterinarie e oltre

Il monitoraggio degli animali basato sulla computer vision sta avendo un grande impatto su diversi settori oltre a quello agricolo. Nella conservazione della fauna selvatica, aiuta a track animali, a studiarne il comportamento e a prevenire il bracconaggio attraverso la sorveglianza e gli avvisi in tempo reale. Ad esempio, l'organizzazione no-profit Conservation AI, con sede nel Regno Unito, utilizza la computer vision per detect in tempo reale le minacce a specie in via di estinzione come pangolini e rinoceronti. Le loro telecamere dotate di intelligenza artificiale, distribuite in tutto il mondo, aiutano gli ambientalisti ad agire rapidamente contro il bracconaggio e altri pericoli. Inoltre, AlphaGo diGoogle DeepMind viene utilizzato per analizzare milioni di immagini del Parco nazionale del Serengeti in Tanzania per identificare e contare gli animali. Le informazioni ricavate da queste immagini aiutano i conservazionisti a comprendere meglio le dinamiche della popolazione.

‍

Allo stesso modo, le strutture di ricerca utilizzano la computer vision per osservare il comportamento e la salute degli animali in modo più preciso e meno intrusivo. I ricercatori possono raccogliere dati e informazioni preziose per migliori strategie di conservazione. Nella cura degli animali domestici, gli strumenti di monitoraggio della salute guidati dall'IA e i prodotti intelligenti, come alimentatori automatici e giocattoli interattivi, migliorano il benessere e il coinvolgimento degli animali domestici. 

Gli zoo e gli acquari utilizzano la computer vision per monitorare il benessere degli animali, detect segni di malattia o stress e migliorare l'esperienza dei visitatori con mostre interattive. L'intelligenza artificiale negli ambulatori veterinari può aiutare a monitorare la salute degli animali in modo più efficace, consentendo diagnosi e trattamenti migliori. Nel trasporto di animali, la computer vision aiuta a garantire il benessere degli animali monitorando i livelli di stress e assicurando la conformità alle normative. In generale, il monitoraggio degli animali abilitato dall'intelligenza artificiale consente di migliorare la cura degli animali in tutti questi settori.

Sfide relative al tracciamento degli animali basato sull'IA

Nonostante i numerosi vantaggi del tracciamento degli animali basato sull'IA, ci sono anche sfide nell'implementazione di tali soluzioni. Una sfida importante è il costo iniziale per l'installazione di sistemi avanzati di computer vision nelle aziende agricole. L'acquisto e l'installazione delle attrezzature necessarie possono essere molto costosi, il che può rappresentare un grande ostacolo per gli agricoltori, soprattutto quelli più piccoli. Potrebbero aver bisogno di aiuto finanziario o incentivi per adottare queste nuove tecnologie.

Un altro problema è la mancanza di una buona connessione internet nelle aree rurali. Una connessione internet affidabile è fondamentale per l'elaborazione dei dati attraverso il cloud e il monitoraggio delle cose a distanza. Senza una connettività affidabile, gli agricoltori potrebbero avere difficoltà a utilizzare sistemi di monitoraggio e analisi dei dati in tempo reale basati sul cloud. Le soluzioni di edge computing possono risolvere questo problema elaborando i dati localmente senza la necessità di connettività cloud. 

Anche la privacy e la sicurezza dei dati sono preoccupazioni importanti. Man mano che vengono raccolti e condivisi più dati nell'agricoltura di precisione, gli agricoltori devono garantire che le loro informazioni siano al sicuro da accessi non autorizzati e usi impropri. Sono necessarie normative e standard di settore più severi per proteggere i dati degli agricoltori e affrontare questi problemi di privacy e sicurezza.

Facilitare l'agricoltura con YOLOv8

Sebbene l'intelligenza artificiale non possa sostituire l'esperienza diretta degli agricoltori, può svolgere un ruolo importante nel modo in cui sorvegliamo il nostro bestiame. Utilizzando strumenti come i più recenti modelliUltralytics YOLOv8 , gli allevatori possono imparare molto su come i loro animali si comportano, mangiano e sul loro benessere generale. Possono gestire più facilmente i loro allevamenti e prendersi più cura dei loro animali. Il futuro dell'agricoltura integrata con l'intelligenza artificiale è tutto da scoprire: è intelligente, efficiente e sostenibile.

Assicurati di unirti alla nostra community per gli ultimi aggiornamenti sull'IA! Inoltre, puoi saperne di più sull'IA visitando il nostro repository GitHub ed esplorando le nostre soluzioni in vari settori come manufacturing e sanità.