Компьютерное зрение и ультралайтинг YOLO11 в мониторинге животных

Абирами Вина

5 минут чтения

7 января 2025 г.

Узнайте, как компьютерное зрение и Ultralytics YOLO11 могут улучшить мониторинг животных в животноводстве, ветеринарных исследованиях и охране дикой природы.

Животные - неотъемлемая часть нашей жизни. Они обеспечивают нам дружеское общение, дают средства к существованию и помогают поддерживать баланс экосистем. Их здоровье и благополучие - от домашнего скота, поддерживающего жизнь общества, до домашних животных, приносящих комфорт, и диких животных, сохраняющих гармонию природы. Забота о животных - это ключ к защите нашей планеты и построению устойчивого будущего для всех.

Однако уход за животными не всегда прост, а контроль за их здоровьем часто сопряжен со значительными трудностями. Он может включать в себя трудоемкие, инвазивные и требующие много времени задачи, что может привести к задержке вмешательства и увеличить риск вспышек заболеваний. Мониторинг диких животных особенно сложен, поскольку слишком близкое приближение для оценки может нарушить естественное поведение и создать риск как для исследователей, так и для животных.

Передовые технологии, такие как искусственный интеллект (ИИ) и компьютерное зрение, все чаще используются для решения задач, связанных с защитой животных. Задачи компьютерного зрения, такие как обнаружение объектов и классификация изображений, облегчают отслеживание и мониторинг животных. Модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, являются надежными, точными и гибкими инструментами для мониторинга животных, помогая обеспечить своевременное вмешательство и лучшие результаты.

В этой статье мы расскажем о том, как компьютерное зрение и YOLO11 меняют способы наблюдения за животными и их здоровьем.

Важность мониторинга животных

Раньше благополучие и здоровье животных контролировалось в основном с помощью традиционных методов практического наблюдения. Хотя эти методы по-прежнему используются, со временем они эволюционировали в сторону передовых, основанных на технологиях подходов. Сегодня значительную роль в мониторинге животных могут играть технологии, основанные на искусственном интеллекте, такие как искусственное зрение и машинное обучение. 

Прежде чем перейти к рассмотрению возможностей использования искусственного интеллекта, давайте изучим традиционные и передовые методы мониторинга животных.

Традиционные методы мониторинга животных 

До широкого распространения искусственного интеллекта мониторинг здоровья животных в значительной степени зависел от человеческого опыта. Люди использовали стандартные методы, такие как визуальный осмотр, физический осмотр и ручное ведение учета для отслеживания состояния здоровья животных: фермеры, владельцы ранчо и животноводы регулярно наблюдали за животными, чтобы выявить признаки болезни, такие как вялость, изменение аппетита, изменение социального поведения и ненормальные выделения.

__wf_reserved_inherit
Рис. 1. Фермер делает записи во время наблюдения за скотом.

В то же время опытные ветеринары проверяют здоровье животных, используя такие методы, как ощупывание (пальпация), прослушивание звуков тела (аускультация), проверка температуры и оценка состояния организма. 

Хотя эти методы полезны, они могут отражать существенные ограничения. Они могут занимать много времени, их трудно масштабировать, и они не всегда точны. Визуальные проверки в значительной степени зависят от опыта и внимательности человека, что приводит к непоследовательным результатам. Аналогичным образом, опираясь на бумажные записи, сложно анализировать тенденции или выявлять закономерности, а ошибки являются обычным делом. По мере роста ферм и потребностей в уходе за животными эти традиционные подходы становятся все менее практичными, что подчеркивает необходимость более эффективных решений.

Методы мониторинга животных с помощью зрения 

Интеграция компьютерного зрения в некоторые традиционные процессы, упомянутые выше, позволила по-новому взглянуть на мониторинг животных. С помощью таких инструментов, как камеры, дроны и датчики, теперь можно непрерывно получать высококачественные изображения и видео с ферм, из заповедников и домов. Передовые модели, такие как YOLO11, могут использоваться для анализа этих данных, чтобы обнаружить животных, отследить их перемещения и выявить признаки проблем со здоровьем, такие как плохая осанка, травмы или необычное поведение.

__wf_reserved_inherit
Рис. 2. Использование YOLO11 для наблюдения за крупным рогатым скотом.

Эти системы также помогают отслеживать привычки кормления, уровень активности и социального взаимодействия, чтобы обнаружить проблемы на ранней стадии. Сочетая традиционные методы с передовыми технологиями, компьютерное зрение позволяет получать подробные сведения и оперативные предупреждения, которые помогают фермерам, ветеринарам и исследователям быстро и эффективно реагировать на ситуацию. 

Как YOLO11 может улучшить мониторинг животных

YOLO11, последняя и самая совершенная модель Ultralytics YOLO, предлагает значительные улучшения в производительности и адаптивности по сравнению с предыдущими версиями. Благодаря своей точности и эффективности она идеально подходит для решения сложных задач автоматизации, связанных с мониторингом животных.

Вот более подробный обзор некоторых ключевых особенностей YOLO11:

  • Инференция в реальном времени: YOLO11 может обрабатывать изображения и видео с высокой скоростью, что делает его хорошо подходящим для приложений, требующих быстрого обнаружения аномального поведения животных, такого как внезапные изменения в движении, беспокойство или агрессия.
  • Точность: Эта модель может использоваться для одновременного обнаружения нескольких животных с высокой точностью, даже в сложных условиях, таких как переполненные животноводческие фермы или густые заповедники.
  • Адаптивность: YOLO11 можно настраивать под конкретные задачи для работы с различными видами животных, такими как крупный рогатый скот, домашняя птица и экзотические дикие животные. Такая гибкость позволяет использовать его в самых разных областях.
  • Edge AI совместимость: Разработанный для эффективного развертывания, YOLO11 легко работает на маломощных устройствах, таких как дроны или смартфоны, а также может быть развернут на облачных платформах для более сложных задач.

Применение компьютерного зрения и YOLO11 в мониторинге животных

YOLO11 позволяет реализовать целый ряд приложений, связанных с наблюдением за животными. Давайте познакомимся с некоторыми реальными случаями использования, когда компьютерное зрение действительно преобразует способы отслеживания, анализа и мониторинга здоровья и благополучия животных.

Управление животноводством в умном земледелии

Обнаружение проблем со здоровьем, таких как хромота, травмы или симптомы заболеваний, имеет решающее значение для управления животноводством. YOLO11, благодаря возможностям отслеживания объектов и оценки позы, может анализировать видеозаписи, сделанные домашним скотом, и выявлять ненормальное поведение или физические признаки, которые могут указывать на проблемы со здоровьем. Например, YOLO11 можно обучить обнаруживать едва заметные изменения в походке, осанке или манере движения, что позволяет на ранней стадии выявить потенциальные проблемы, например, с опорно-двигательным аппаратом.

Еще один интересный пример - использование камер, интегрированных с YOLO11, для наблюдения за поведением отдельных животных при кормлении. Это приложение позволяет выявлять животных с пониженным аппетитом или необычным поведением при кормлении, отслеживая их взаимодействие с кормушками и анализируя характер их питания. Полученные данные могут выявить потенциальные проблемы со здоровьем, такие как проблемы с пищеварением или социальный стресс. Фермеры могут принять соответствующие меры для решения этих проблем.

__wf_reserved_inherit
Рис. 3. Мониторинг кормления крупного рогатого скота на ферме с помощью YOLO11.

Использование интеллектуального видения для сохранения дикой природы

В деле сохранения дикой природы сокращение вмешательства человека имеет решающее значение. Модели YOLO11 могут быть интегрированы в неинвазивные инструменты, такие как дроны и камеры слежения, для оценки состояния здоровья животных с помощью видеоанализа. YOLO11 может обрабатывать эти видеозаписи, чтобы идентифицировать отдельных животных, анализировать их перемещения и обнаруживать признаки проблем со здоровьем, например, травмы или аномальное поведение. 

Допустим, беспилотники, оснащенные YOLO11, наблюдают за стадом слонов; система может обнаружить, что слон хромает или демонстрирует необычное поведение, которое может указывать на травму или болезнь. Автоматизировав этот анализ, исследователи смогут собирать подробные данные о состоянии здоровья без необходимости физически приближаться к животным или обращаться с ними, что гарантирует минимальное нарушение среды их обитания.

Помимо мониторинга состояния здоровья животных, YOLO11 также полезен для идентификации видов и отслеживания популяций. Его передовые возможности обнаружения позволяют с поразительной точностью различать виды животных даже в смешанной среде. Это делает его бесценным инструментом для изучения биоразнообразия и мониторинга редких или исчезающих животных. Изображения с камер слежения можно анализировать с помощью YOLO11, чтобы быстро классифицировать виды, экономя время и силы исследователей на ручную идентификацию.

Кроме того, YOLO11 может улучшить измерение численности популяции, обеспечивая точный подсчет животных на определенной территории. Система, управляемая зрением, может оценивать численность популяции и отслеживать ее изменения с течением времени, анализируя видеозаписи с беспилотников или стационарных камер. Это особенно полезно для оценки влияния изменений в окружающей среде или усилий по сохранению природы.

Использование интеллектуального зрения для ветеринарных исследований

Решения в области компьютерного зрения стали незаменимыми инструментами в сфере здравоохранения, и ветеринарные исследования не являются исключением. YOLO11 можно настроить на отслеживание поведения животных и предоставить исследователям ценные сведения о том, как животные реагируют на новые лекарства или методы лечения. 

Это стало возможным благодаря поведенческому ИИ, который сочетает в себе передовые задачи компьютерного зрения, такие как обнаружение, классификация и отслеживание объектов, для анализа животных в течение времени, а не в один момент. Непрерывно отслеживая поведение животных, YOLO11 позволяет исследователям наблюдать за закономерностями и тонкими изменениями, которые дают более глубокое понимание благополучия животного.

__wf_reserved_inherit
Рис. 4. Пример использования YOLO11 для определения того, когда корова садится.

Например, рассмотрите лежащее животное. Взглянув только на один кадр, вы не сможете понять, почему животное лежит. Однако отслеживание того, что животное ложится медленно, после внезапных или необычных движений и поз может быть признаком беды. При индивидуальном обучении YOLO11 может научиться распознавать эти различия, адаптируясь к специфическому поведению животных и условиям. 

Такие решения с использованием технического зрения могут помочь исследователям измерить развитие болезни, оценить эффективность лечения, выявить возможные побочные эффекты и следить за общим состоянием здоровья животных. В целом эти данные играют ключевую роль в ускорении разработки лучших методов лечения и улучшении ухода за животными.

Использование компьютерного зрения и YOLO11 для наблюдения за животными

YOLO11 улучшает мониторинг животных, повышая эффективность, предоставляя полезные сведения и способствуя лучшему благополучию животных с помощью передовых неинвазивных технологий. Вот несколько уникальных преимуществ интеграции YOLO11 в рабочие процессы мониторинга животных:

  • Оптимизация ресурсов: Автоматизируя повторяющиеся задачи, YOLO11 помогает сэкономить время, снизить затраты и позволить специалистам сосредоточиться на более важных решениях. В целом системы компьютерного зрения в области охраны дикой природы продемонстрировали способность сократить время, необходимое для анализа тысяч изображений ловушек, с нескольких недель до одного дня.
  • Непрерывное обучение: Модель можно переобучать и обновлять, чтобы адаптировать к новым задачам или видам, обеспечивая ее эффективность по мере изменения потребностей в мониторинге.
  • Адаптивность к окружающей среде: YOLO11 отлично работает в сложных условиях, таких как слабое освещение, тесные помещения или густая растительность, обеспечивая надежный мониторинг.

Хотя такие модели компьютерного зрения, как YOLO11, позволили по-новому взглянуть на мониторинг здоровья животных, технология компьютерного зрения в целом все еще имеет определенные ограничения. К ним относятся необходимость в высококачественных обучающих данных, случайные неточности в уникальных сценариях и совместимость с устаревшими системами. Поэтому компания Ultralytics стремится совершенствовать наши модели и развивать технологию компьютерного зрения, чтобы преодолеть эти трудности и предложить более надежные и гибкие решения.

Основные выводы

Модели зрения, такие как YOLO11, становятся жизненно важными для современного мониторинга животных. Они обеспечивают обработку данных в режиме реального времени, адаптивность и высокую точность. С помощью YOLO11 мы можем обнаруживать болезни, поведенческие аномалии и травмы. Он также находит широкое применение - от управления животноводством до охраны дикой природы.

Благодаря интеграции искусственного интеллекта, компьютерного зрения и других инновационных технологий, решения YOLO11 позволяют получать информацию, основанную на данных, что способствует улучшению условий содержания и ухода за животными. По мере развития эти технологии будут играть решающую роль в решении таких глобальных проблем, как потеря биоразнообразия и профилактика заболеваний, формируя будущее, в котором люди и животные будут сосуществовать в гармонии.

Ознакомьтесь с нашим репозиторием GitHub и присоединяйтесь к нашему сообществу, чтобы узнать больше об искусственном интеллекте и компьютерном зрении. Узнайте больше о передовых инновациях в таких отраслях, как искусственный интеллект в производстве и самостоятельное вождение.

Давайте вместе построим будущее
искусственного интеллекта!

Начните свое путешествие в будущее машинного обучения

Начните бесплатно
Ссылка копируется в буфер обмена