Цифровые модели кур могут повысить продуктивность домашней птицы

Цель проекта — разработка цифрового двойника домашней птицы (кур), который поможет улучшить здоровье птицы и производственные практики на товарных птицефермах.

Д-р Лижи Ванг, профессор из Университета штата Оклахома, в интервью новостному агентству WATT-Poultry рассказал, что модель цифрового двойника домашней птицы может быть использована для изучения тысяч или миллионов потенциальных решений по линии селекции или стратегий управления производством, а также может помочь селекционерам выбрать наиболее перспективные варианты для последующей оценки.

Фото: freepik.com

«Технология цифрового двойника продемонстрировала свой огромный потенциал во многих отраслях, например, на производстве и в логистике. Благодаря этой технологии можно преобразовать и усовершенствовать птицеводческую отрасль» — сказал он. Модель будет разработана для имитации физических и биологических процессов, происходящих с реальной домашней птицей (курицей), и поможет ученым спрогнозировать то, как разные породы кур будут реагировать на разные условия окружающей среды.

Преимущества использования виртуальной реальности

У виртуальной модели курицы есть ряд преимуществ. Всегда надо стремиться сократить число животных, используемых в экспериментах. Такая модель может быть легко интегрирована в модели обучения в классе.

Ван отметил, что модель цифрового двойника имитирует физиологические процессы роста кур, т.е. она может давать представление о том, как порода, погода, патогенные микроорганизмы, корма, вакцинальный статус и другие факторы по отдельности или в совокупности влияют на продуктивность птицы. Цифровые модели не такие затратные, как с точки зрения времени, так с точки зрения ресурсов, если их сравнивать с живыми животными.

Ван добавил, что если использовать живых птиц, чтобы ответить на вопросы «что будет, если» — птица подвергнется воздействию стрессовых факторов окружающей среды, её будут кормить теми или иными кормам или её будут вакцинировать теми или иными вакцинам — может потребоваться большое количество ресурсов или это может занять много времени. Тогда как модель цифрового двойника может ответить на эти вопросы практически мгновенно посредством симуляции на персональном компьютере.

Как создаются цифровые модели

Разработка виртуальной курицы — это двухэтапный процесс. Во-первых, исследователи разработают набор уравнений, которые на языке математики представляют основные физиологические процессы, происходящие во время роста курицы. Затем эти уравнения будут скорректированы таким образом, чтобы математические прогнозы сходись с результатами экспериментальных наблюдений, которые были зарегистрированы у живых кур.

Эти 2 этапа будут повторяться по мере необходимости, чтобы постоянно повышать прогностическую точность виртуальной птицы.

«Прогностическая точность модели цифрового двойника — это ключевой фактор, который требует, как большого количества данных по линии режима обучения, так и осмысленной интеграции физиологии животных в математическое моделирование» — сказал Ван.

Проект реализуется за счет средств гранта (400 000 долларов США) от Национального научного фонда (NSF). физиологические процессы, происходящие во время роста курицы. Затем эти уравнения будут скорректированы таким образом, чтобы математические прогнозы сходись с результатами экспериментальных наблюдений, которые были зарегистрированы у живых кур.