Выявление заражения паразитами с помощью крошечных куриных рюкзаков
Кровососущих птичьих клещей можно обнаружить с помощью носимой сенсорной технологии, прозванной «Fitbit для кур».
Чтобы помочь фермерам обнаруживать заражение клещами, команда энтомологов, компьютерных учёных и биологов под руководством энтомолога из UC Riverside Эми Мурильо создала новую систему обнаружения насекомых. Работа команды подробно описана в журнале Scientific Reports.
В последние годы забота о благополучии скота привела к появлению большего числа ферм, где птицам разрешено свободно перемещаться. Хотя такая свобода улучшает качество жизни кур, они всё равно подвержены заражению насекомыми.
«Тренд в продаже яиц — "без клеток", но это не обязательно означает, что куры свободны от насекомых», — сказала Мурильо.
Особую озабоченность учёных вызывает северный куриный клещ, который, по словам Мурильо, питается кровью кур и живёт на курах в перьях вокруг «задней области курицы».
Помимо экономических последствий (заражённые куры несут меньше яиц), клещи могут вызывать болезни и поражения кожи у птиц.
«Птичьи клещи очень неприятны для птиц, на которых они питаются, и вызывают зудящий иммунный ответ», — сказала Мурильо.
Для разработки системы обнаружения команда Мурильо сначала определила три ключевых вида активности кур, тесно связанных с их благополучием: клевание, чистка перьев (preening) и купание в пыли (dustbathing). Команда предположила, что у заражённых кур они увидят значительное увеличение чистки перьев и купания в пыли, поскольку эти действия помогают содержать перья в чистоте.
Команда поместила датчики движения в крошечные рюкзачки, которые куры могли носить без дискомфорта. Следующей задачей была интерпретация данных с этих датчиков в алгоритмы, которые могли бы распознавать поведение.
Алиреза Абдоли, аспирант по компьютерным наукам в UCR, объяснил, что количественная оценка поведения птиц не так проста, как работа с человеческим поведением, таким как ходьба, потому что оно не такое регулярное.
Чтобы обучить компьютер распознавать поведение кур, Абдоли пришлось использовать необычный подход. Он создал алгоритм (набор инструкций) для компьютера, который учитывает форму графика данных с датчика рюкзака, а также характеристики данных, такие как среднее значение и максимум.
«Большинство алгоритмов используют либо форму, либо характеристики, но не то и другое вместе», — сказал Абдоли. «Наш подход интересен, потому что он значительно повышает точность данных и является ключом к принятию правильных решений о здоровье кур».
Традиционные исследования поведения животных вынуждены полагаться на видео или визуальные наблюдения, которые могут быть трудоёмкими и подверженными ошибкам. Мурильо провела некоторые наблюдения за стаей в начале проекта, чтобы убедиться в точности выводов компьютера о поведении. Убедившись в этом, наблюдения больше не требовались, и компьютер мог взять на себя работу.
Этот новый подход не только повышает надёжность наблюдений учёных, но и увеличивает количество животных и продолжительность времени, за которыми можно следить.
Стая в этом исследовании действительно пострадала от заражения клещами, что команда связала с увеличением чистящего поведения. После того, как птиц вылечили, данные показали, что чистка перьев и купание в пыли вернулись к нормальному уровню.
Гораздо больше, чем фермерская мода, эти «Fitbit для кур» предлагают ценную информацию для животноводов.
«Эти результаты могут позволить фермерам узнать, что пришло время проверить птиц на паразитов», — сказала Мурильо. «А инструменты, которые мы разработали, также можно использовать для изучения последствий любых изменений в окружающей среде или рационе птицы».