Ứng dụng thị giác máy tính trong vườn thú giúp cải thiện công tác chăm sóc động vật như thế nào

Các vườn thú, khu bảo tồn và khu dự trữ đóng một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ bảo tồn động vật hoang dã và giúp duy trì sự cân bằng của hệ sinh thái. Tuy nhiên, với việc những không gian này chứa một loạt các loài, mỗi loài có những nhu cầu riêng, việc quản lý các hoạt động hàng ngày có thể gặp nhiều thách thức. Đó là lý do tại sao những người chăm sóc động vật đang chuyển sang các phương pháp mới, tiên tiến để cải thiện cách động vật được quan sát, điều trị và hỗ trợ.

Đặc biệt, trí tuệ nhân tạo (AI) đang trở thành một công cụ đáng tin cậy trong việc chăm sóc động vật và quản lý vườn thú. Theo đó, thị trường toàn cầu cho AI trong sức khỏe động vật đang phát triển nhanh chóng và được dự đoán sẽ đạt 8,23 tỷ đô la vào năm 2034.

Một nhánh của AI đã và đang tạo ra tác động là thị giác máy tính. Các mô hình thị giác máy tính như Ultralytics YOLO11 cho phép máy móc nhìn và diễn giải hình ảnh giống như con người. Đối với việc chăm sóc động vật, Vision AI có thể được sử dụng để phát hiện các cá thể động vật, theo dõi chuyển động của chúng và thậm chí phát hiện các dấu hiệu bệnh tật có thể không được chú ý.

‍

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách thị giác máy tính đang được sử dụng trong các vườn thú và chăm sóc thú y để theo dõi sức khỏe, theo dõi hành vi và hỗ trợ sức khỏe của động vật. Hãy bắt đầu!

Vai trò của thị giác máy tính trong vườn thú và chăm sóc thú y

Hãy xem xét một người trông coi vườn thú đang theo dõi một con vật bị bệnh, cẩn thận quan sát hành vi của nó suốt cả ngày để phát hiện bất kỳ thay đổi nào. Bây giờ, hãy tưởng tượng một hệ thống camera thực hiện công việc đó liên tục - theo dõi con vật suốt ngày đêm và thông báo cho nhân viên ngay khi có điều gì đó không ổn. Thị giác máy tính làm cho điều này trở nên khả thi.

Camera tích hợp với thị giác máy tính có thể giúp theo dõi động vật trong thời gian thực, giúp dễ dàng phát hiện các dấu hiệu sớm của căng thẳng, thương tích hoặc bệnh tật. Các mô hình như Ultralytics YOLO11, hỗ trợ nhiều tác vụ thị giác máy tính, có thể phát hiện động vật, theo dõi chuyển động của chúng và hỗ trợ các công việc thường xuyên như theo dõi hành vi.

‍

Tương tự, trong chăm sóc thú y, thị giác máy tính có thể hỗ trợ bác sĩ thú y thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, chẳng hạn như chẩn đoán các bệnh về mắt trên các loài có giải phẫu khác nhau. Ví dụ, các công cụ như vậy có thể phát hiện chính xác các vấn đề như đục thủy tinh thể hoặc tăng nhãn áp, cải thiện cả tốc độ và tính nhất quán của chẩn đoán.

Khi nhu cầu chăm sóc động vật hiệu quả ngày càng tăng, các vườn thú và phòng khám đang áp dụng các giải pháp thị giác máy tính để quản lý các hoạt động hàng ngày hiệu quả hơn. Từ việc phát hiện bệnh sớm đến tự động hóa các kiểm tra định kỳ, các mô hình như YOLO11 giúp người chăm sóc cung cấp dịch vụ chăm sóc nhất quán và nhanh nhạy hơn, đặc biệt khi nguồn lực bị hạn chế.

Các ứng dụng của thị giác máy tính trong vườn thú

Sau khi tìm hiểu về cách thị giác máy tính hỗ trợ chăm sóc động vật tại các vườn thú và phòng khám, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn một số nghiên cứu điển hình toàn cầu cho thấy công nghệ này đang được sử dụng như thế nào trong các nỗ lực bảo tồn động vật hoang dã và theo dõi sức khỏe động vật trong thế giới thực.

Nhận dạng khuôn mặt động vật: AI giám sát gấu trúc trúc đang gặp nguy hiểm

Gấu trúc lớn, từng có nguy cơ tuyệt chủng và hiện được coi là loài dễ bị tổn thương, vẫn là trọng tâm chính của các nỗ lực bảo tồn. Tuy nhiên, việc theo dõi từng cá thể gấu trúc, sức khỏe, hành vi và khả năng sinh sản của chúng có thể gặp khó khăn vì chúng có các đặc điểm khuôn mặt tương tự nhau. Ngay cả các chuyên gia được đào tạo cũng có thể gặp khó khăn trong việc phân biệt gấu trúc này với gấu trúc khác. 

Các phương pháp truyền thống như kiểm tra dấu chân hoặc xét nghiệm DNA đã được sử dụng, nhưng những phương pháp này thường tốn kém, xâm lấn và không phải lúc nào cũng đáng tin cậy.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Cơ sở Nghiên cứu Nhân giống Gấu trúc Lớn Thành Đô ở Trung Quốc đã tạo ra một hệ thống nhận dạng khuôn mặt sử dụng thị giác máy tính. Hệ thống này sử dụng Vision AI để xác định từng cá thể gấu trúc bằng cách phân tích các đặc điểm tinh tế, độc đáo trên khuôn mặt của chúng.

Công nghệ nhận dạng khuôn mặt này cho phép các nhà nghiên cứu liên tục theo dõi gấu trúc, theo dõi các hoạt động, thói quen ăn uống và sức khỏe của chúng mà không gây ra bất kỳ tác hại hoặc xáo trộn nào. Nó cung cấp một cách dễ dàng để thu thập thông tin chính xác, theo thời gian thực về gấu trúc, giúp quá trình giám sát hiệu quả và đáng tin cậy hơn nhiều.

‍

AI trong giám sát sức khỏe động vật giúp giảm căng thẳng cho gấu trúc đỏ

Gấu trúc đỏ là loài động vật nhút nhát và sống đơn độc, đang phải đối mặt với những mối đe dọa nghiêm trọng đến sự sống còn của chúng. Trong 18 năm qua, khoảng ba thế hệ, số lượng cá thể của chúng trên toàn cầu đã giảm hơn 50%, chủ yếu là do mất môi trường sống và bị bắt giữ bất hợp pháp. Chúng sống ở các khu vực của Myanmar, Nepal, Ấn Độ và Trung Quốc, đặc biệt là ở dãy Himalaya và phía tây Tứ Xuyên, nơi còn khoảng 6.000 đến 7.000 con gấu trúc đỏ.

Ngay cả trong môi trường được bảo vệ như vườn thú, chúng vẫn có thể gặp rủi ro. Các vấn đề sức khỏe ở gấu trúc đỏ thường biểu hiện dưới dạng những thay đổi nhỏ trong hành vi, chẳng hạn như ít di chuyển hơn, ít tương tác hơn hoặc ngủ không ngon giấc. Tuy nhiên, những dấu hiệu này có thể rất khó nhận thấy.

Để giúp bảo vệ những loài động vật có nguy cơ tuyệt chủng này, các nhà nghiên cứu đang phát triển những cách thức mới để chăm sóc chúng. Ví dụ: dữ liệu thu thập từ camera kích hoạt bằng chuyển động tại Thế giới Động vật Hoang dã Bifengxia ở Trung Quốc đã được sử dụng để huấn luyện một mô hình thị giác máy tính dựa trên YOLOv8 được thiết kế để theo dõi hành vi của gấu trúc đỏ.

Mô hình này có thể giúp người chăm sóc phát hiện các dấu hiệu cảnh báo sớm về căng thẳng hoặc bệnh tật, chẳng hạn như sự tĩnh lặng bất thường hoặc giảm hoạt động, mà không làm phiền động vật. Đây là một phương pháp không xâm lấn cho phép theo dõi suốt ngày đêm đồng thời giữ cho gấu trúc đỏ thoải mái và không bị căng thẳng.

‍

Theo dõi động vật bằng thị giác máy tính: Giám sát cá heo

Việc theo dõi hành vi của động vật dưới nước, chẳng hạn như cá heo mũi chai, có thể rất khó khăn. Chúng bơi nhanh, lặn sâu và thường di chuyển theo nhóm, điều này gây khó khăn cho người chăm sóc trong việc theo dõi thói quen của chúng hoặc nhận thấy những thay đổi nhỏ. Nhưng việc hiểu cách chúng nghỉ ngơi, tương tác và sử dụng không gian của chúng là chìa khóa để giữ cho chúng khỏe mạnh. Điều này đặc biệt quan trọng trong các vườn thú và thủy cung, nơi môi trường của chúng cần được quản lý cẩn thận.

Tại Vườn thú Brookfield ở Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một hệ thống sử dụng thị giác máy tính để theo dõi sự di chuyển của cá heo trong toàn bộ khu vực nuôi nhốt của chúng. Họ đã lắp đặt camera độ phân giải cao xung quanh khu vực nuôi nhốt để ghi lại cảnh cá heo di chuyển suốt cả ngày. Sau đó, những bản ghi này được phân tích để hiểu các kiểu hành vi như bơi lội, nghỉ ngơi, tương tác hoặc khám phá.

Cụ thể, theo dõi đối tượng được sử dụng để theo dõi chuyển động của từng con cá heo theo thời gian. Kỹ thuật thị giác máy tính này cho phép hệ thống xác định từng cá thể cá heo và theo dõi các hoạt động của chúng, ngay cả khi chúng bơi gần nhau hoặc lặn dưới nước. Bằng cách theo dõi các kiểu này, người chăm sóc có thể hiểu rõ hơn về cách cá heo sử dụng không gian của chúng, tương tác với nhau và phản ứng với những thay đổi của môi trường.

‍

Ưu và nhược điểm của thị giác máy tính trong vườn thú

Ngày nay, thị giác máy tính đang được sử dụng trong nhiều môi trường chăm sóc động vật khác nhau, từ vườn thú đến phòng khám thú y, để cải thiện việc theo dõi, hỗ trợ chẩn đoán và nâng cao phúc lợi tổng thể. Dưới đây là một số cách chính mà nó đang giúp cải thiện các hoạt động chăm sóc động vật:

• Phân tích việc sử dụng khu vực nuôi nhốt: Bản đồ nhiệt và theo dõi hành vi cho thấy động vật thích hoặc tránh những khu vực nào trong khu vực nuôi nhốt, giúp người quản lý vườn thú cải thiện thiết kế môi trường sống và lập kế hoạch làm phong phú.
  ‍
• Giảm khối lượng công việc: Tự động hóa các tác vụ giám sát thường xuyên giúp các nhóm chăm sóc động vật có nhiều thời gian hơn để tập trung vào việc làm phong phú, huấn luyện và chăm sóc y tế trực tiếp.
  ‍
• Hợp tác và chẩn đoán từ xa: Dữ liệu video và hành vi theo thời gian thực có thể được chia sẻ với bác sĩ thú y, nhà hành vi học hoặc nhà nghiên cứu ở xa, cho phép chăm sóc hợp tác và chẩn đoán nhanh hơn.
  ‍
• Cải thiện khả năng giám sát ban đêm: Các hệ thống hồng ngoại và tầm nhìn ánh sáng yếu cho phép nhân viên theo dõi động vật sau giờ làm việc hoặc trong các hoạt động về đêm - điều khó thực hiện thủ công mà không làm phiền động vật.

Mặc dù thị giác máy tính mang lại nhiều lợi ích liên quan đến chăm sóc động vật, nhưng cũng có một số thách thức cần xem xét. Dưới đây là một vài hạn chế và yếu tố chính cần ghi nhớ khi áp dụng công nghệ này:

• Độ phức tạp hành vi đặc trưng của loài: Một số loài có những hành vi tinh tế, hiếm gặp hoặc chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng, gây khó khăn cho việc dán nhãn và phát hiện chính xác nếu không có dữ liệu huấn luyện chất lượng cao và đầy đủ.
  
  
• Chi phí thiết lập ban đầu cao: Chi phí cho camera độ phân giải cao, thiết bị bền bỉ chịu được thời tiết, máy chủ và các thiết bị biên có thể là một khoản đầu tư đáng kể, đặc biệt đối với các vườn thú hoặc cơ sở bảo tồn nhỏ hơn.
  
  
• Phạm vi phủ sóng hạn chế và điểm mù: Động vật thường di chuyển vào hang, trốn sau cây hoặc đá, hoặc sử dụng không gian thẳng đứng - những khu vực mà camera cố định có thể không ghi lại được nếu không có thiết lập đa góc rộng rãi và tốn kém.
  ‍
• Thông tin chi tiết theo thời gian thực hạn chế đối với các hành vi phức tạp: Trong khi các hành vi đơn giản như ngủ hoặc di chuyển dễ phát hiện hơn, thì các tương tác xã hội phức tạp hoặc trạng thái cảm xúc lại khó được các mô hình AI diễn giải chính xác hơn.

Những điều cần nhớ

Thị giác máy tính đang dần thay đổi cách chăm sóc động vật trong các vườn thú, phòng khám thú y và khu bảo tồn. Khả năng theo dõi chuyển động, phát hiện sớm các dấu hiệu bệnh tật và theo dõi từng cá thể động vật khiến nó trở thành một công cụ đáng tin cậy. Mặc dù các hệ thống này không thể thay thế người chăm sóc, nhưng chúng có thể giúp người chăm sóc thực hiện công việc của họ hiệu quả hơn.

Trong tương lai, chúng ta có thể thấy nhiều ứng dụng tiên tiến hơn của AI trong việc theo dõi sức khỏe động vật. Ví dụ: tính năng phát hiện cảm xúc có thể giúp theo dõi mức độ căng thẳng hoặc thoải mái theo thời gian thực, trong khi ước tính tư thế có thể phát hiện sớm các dấu hiệu chấn thương trước khi chúng trở nên rõ ràng. Khi được tích hợp với các chuồng thông minh và cảm biến đeo được, thị giác máy tính có thể trở thành một phần của hệ thống kết nối, cung cấp cho người chăm sóc những hiểu biết sâu sắc hơn về sức khỏe của từng con vật. 

Tham gia cộng đồng đang phát triển của chúng tôi! Khám phá kho lưu trữ GitHub của chúng tôi để tìm hiểu sâu hơn về AI. Bạn đã sẵn sàng bắt đầu các dự án thị giác máy tính của riêng mình chưa? Hãy xem các tùy chọn cấp phép của chúng tôi. Khám phá thêm về AI trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và thị giác máy tính trong nông nghiệp trên các trang giải pháp của chúng tôi!