24 września 2021

Sztuczna inteligencja w walce z chorobami

Polska jest jednym z największych producentów mleka w Unii Europejskiej. Jakie wyzwania napotykają hodowców bydła mlecznego? Dr inż. Edyta Bauer z Katedry Rozrodu, Anatomii i Genomiki Zwierząt Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie opowiada o realizowanych projektach.

Zootechnika to nauka zajmująca się hodowlą i chowem zwierząt gospodarskich. Hodowla bydła mlecznego i przetwórstwo mleka to najważniejsze działy rolnictwa w Polsce. Mleko to podstawowy produkt żywnościowy w diecie ludzi.

Badaczka realizuje dwa nowatorskie projekty pt.: „Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do wczesnego diagnozowania krów i obór zagrożonych ketozą” oraz „PocketLab – Innowacyjna metoda do wykrywania subklinicznych stanów chorobowych u bydła mlecznego”.

Celem projektu “Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do wczesnego diagnozowania krów i obór zagrożonych ketozą” jest nie tylko wskazanie zależności między składem mleka, a poziomem kwasu β-hydroksymasłowego we krwi krów mlecznych, związanym z występowaniem subklinicznej formy ketozy ale również wykorzystując sztuczne sieci neuronowe, opracowanie prostego algorytmu. Czym są sztuczne sieci neuronowe? Wszystkie otaczające nas obrazy, dźwięki, zapachy, smaki, a nawet ból czy łaskotanie odbieramy dzięki neuronom. Neuron, czyli komórka nerwowa, to najmniejszy element układu nerwowego. Rejestruje bodziec, na przykład uszczypnięcie, i przekazuje go kolejnemu neuronowi. Bodziec przekazywany jest kolejnym neuronom, do momentu, gdy ostatni z nich przetransportuje informację do mózgu. Wtedy odczuwamy ból spowodowany uszczypnięciem. Sposób działania ludzkiego mózgu stał się inspiracją dla osób rozwoju sztucznej inteligencji, która jest jedną z najważniejszych technologii przyszłości. Sztucznych sieci neuronowych wykorzystuje się m.in. do diagnozowania chorób w medycynie.

Każdy hodowca dba o swoje zwierzęta, niestety są choroby, które w stadium subklinicznym nie można rozpoznać w stadzie. Ketoza u bydła zaraz obok kwasicy należy do chorób metabolicznych, związana jest z zapotrzebowaniem krów na energie w okresie okołoporodowym. Atakuje wszystkie krowy, nie tylko o najwyższej mleczności do około 2 miesięcy po wycieleniu. Niestety schorzenie należy do dość powszechnych. “PocketLab – Innowacyjna metoda do wykrywania subklinicznych stanów chorobowych u bydła mlecznego” to projekt, którego celem jest poszukiwanie zależności między składem mleka, poziomem ciał ketonowych we krwi, a określonym genotypem związanym z występowaniem podklinicznych stanów chorobowych. Opracowany algorytm będzie można zaimplementować w programach komputerowych (programy hodowlane bydła mlecznego) lub stworzyć mobilną aplikację. Dzięki temu będzie możliwe wykrycie zagrożenia chorobowego u zwierząt w czasie rzeczywistym.

W Polsce sztuczne sieci neuronowe nie zostały wykorzystane przy tego typu badaniach, a więc stanowi element innowacyjny w obu projektach. Praca jest jej pasją. Partnerstwo i dialog z hodowcami to reguły, których trzyma się uczona. Za swoje badania dr inż. Edyta Bauer została nominowana do nagrody Ambasador Innowacyjności. Coroczna gala wręczenia nagród odbywa się na Międzynarodowym Forum Gospodarczym, którego organizatorem jest Europejski Ośrodek Rozwoju Gospodarki.

-Augustyna Szczepańczyk