Até as vacas têm emoções e uma vaca feliz é melhor produtora de leite do que uma sob estresse. Mas como os produtores de leite lêem um bovino individual não conhecido por sua expressão facial em um rebanho de até 10, 000?

Richard Voyles, professor do Purdue Polytechnic Institute, acredita que a inteligência artificial e a robótica podem ser a chave para fornecer aos produtores de leite dados detalhados sobre o status de seu rebanho, incluindo doença ou ansiedade.

"Na agricultura agrícola, não nos importamos com espigas de milho ou grãos de trigo individuais em comparação com um campo inteiro, "disse ele." Mas nós nos preocupamos com vacas ou porcos individuais. Cada animal se alimenta de maneira diferente e adoece de maneira diferente.

"A questão é, tratar bem os animais aumenta a produtividade em até 15%. É um aumento substancial. "

Voyles está colaborando com colegas de engenharia e agricultura em Purdue e duas outras universidades em dois projetos de pesquisa para fornecer aos criadores de gado e laticínios uma grande variedade de novas informações sobre seus rebanhos. Ambos os projetos receberam financiamento do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

Ao contrário de um campo de milho, é difícil determinar a saúde de um rebanho de vacas voando sobre elas com um drone. Com aquilo em mente, Voyles está examinando o problema de dentro para fora, usando pílulas robóticas ingeridas pelas vacas.

Os pequenos robôs são móveis, permitindo o movimento entre cada uma das quatro câmaras do estômago em uma vaca.

"É aqui que entra a IA, ", disse ele." Precisamos ser capazes de mover esses robôs para que possamos ter uma noção em todos os níveis do que está acontecendo lá para realmente entender as coisas. "

Os protótipos são maiores e feitos de polímeros, então, neste ponto, eles não se dissolvem nos ácidos do estômago. Espera-se que tais pílulas sejam passadas por humanos. Mas animais como vacas obtêm nutrientes de alimentos vegetais fermentando-os em um estômago compartimentado antes da digestão. Então, sólidos, em vez de ser aprovado, são regurgitados e mastigados novamente.

Pesquisadores, incluindo cientistas animais, estão trabalhando com Voyles, olhando para uma nova metodologia de locomoção para os robôs. Eles precisam ter uma potência muito baixa e depender de detecção externa, alimentação e recarga.

Os órgãos internos de uma vaca fazem movimento - ou simplesmente permanecem em uma das câmaras do estômago - uma proposição difícil.

"Os estômagos das vacas estão constantemente experimentando contrações e movimentam as coisas enquanto convertem proteínas indigestíveis em digestíveis, "Voyles disse." Nós realmente precisamos ficar dentro da câmara do estômago porque é muito complexo, muito estratificado. Mas o que acontece é que a pílula sempre acaba no lugar errado se não for robótica. "

Voyles é chefe do Laboratório de Robótica Colaborativa em Purdue, concentrando sua pesquisa em novos mecanismos robóticos, sensores, software auto-adaptável e controles em tempo real. Inicialmente ligado à robótica durante o incidente nuclear de Three Mile Island como um estudante de graduação em Purdue, Voyles disse que a conexão entre a teoria da engenharia, problemas reais de tecnologia e soluções de engenharia o empolgam tanto da perspectiva da Engenharia quanto da Tecnologia de Engenharia

Voyles está trabalhando com colegas da Penn State e da Virginia Tech para desenvolver um sistema de locomoção inspirado em milípedes para dentro dos animais que seja inerentemente seguro. Ele acredita nas pílulas, com mais desenvolvimento, poderia eventualmente ser útil em cirurgia e bem-estar humanos.

Combinada com as pílulas robóticas está a segunda fase do trabalho:desenvolver uma rede de sensores corporais para rebanhos inteiros de uma vez, oferecendo aos fazendeiros um monitoramento mais próximo da saúde das vacas a qualquer momento.

As pílulas robóticas podem conectar os dados com segurança a uma coleira na vaca, que é então transmitida para uma rede via telefone celular ou sinal wi-fi. Tanto as pílulas robóticas quanto a pesquisa em rede são financiadas pela National Science Foundation e pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

"Eles estão se movendo em grandes rebanhos, então precisamos saber coisas como quem está tossindo e onde, "Voyles disse." Precisamos isolá-los, há doença envolvida, eles precisam de medicação? "

Ele disse que os fazendeiros poderiam identificar mais especificamente quais vacas estão doentes, reduzindo a aplicação extensiva de antibióticos apenas aos animais que deles necessitam.

O uso se estende além da medicina para a manutenção diária, como alimentação. As vacas leiteiras são alimentadas pelo menos duas vezes por dia, se não mais, então, há muitas oportunidades de ajustar suas dietas com vitaminas, minerais e outros suplementos de forma natural. Mas precisamos rastrear vacas individuais.

"Se usarmos essa rede para trazer os dados de toda a fazenda como um tecido digital de volta aos fazendeiros, eles podem tomar decisões e enviar de volta para coisas como alimentadores robóticos, "Voyles disse.

Com isso como base, Voyles prevê a construção de redes extensas com vários níveis de analítica usando inteligência artificial e agregando o comportamento de um animal ao comportamento do rebanho.

Usar a tecnologia para melhorar a qualidade e a produtividade da pecuária vai além do ponto de vista empresarial. Existe potencial para grandes impactos globais em termos de uso da terra e da água

"Agora, há um aspecto importante da sustentabilidade aí quando você fala sobre isso, "Disse Voyles." Se você pode melhorar a saúde e a produtividade dos animais, você pode reduzir o metano. Você também pode otimizar o uso da água e do solo, melhorando seu bem-estar. "