Zaawansowane technologicznie kamery pozwalają ograniczyć stosowanie antybiotyków u bydła
Zapalenie wymienia jest najczęściej występującą i kosztowną chorobą bydła mlecznego na całym świecie. Potencjalnie śmiertelne zakażenie bakteryjne obejmuje wymiona zwierząt, zaś patogeny dostają się do ich organizmu podczas procesu dojenia lub z otoczenia. Z powodu znacznych strat w produkcji mleka i spadku jego jakości, zapalenie wymienia wywiera poważne negatywne skutki ekonomiczne na gospodarstwa rolne. Stosowanie antybiotyków jest obecnie jedynym rozwiązaniem umożliwiającym kontrolowanie choroby wymienia, lecz w wielu przypadkach metoda ta jest nieskuteczna, gdyż nie zapobiega rozwojowi oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe (AMR)(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Z tego też powodu naukowcy z całego świata pilnie poszukują sposobów leczenia zapalenia wymienia niewymagających stosowania antybiotyków.
Pomoc dla rolników
Uczestnicy projektu AGRICAM(odnośnik otworzy się w nowym oknie) postanowili zmierzyć się z tym wyzwaniem i opracowali rozwiązanie oparte na czujnikach do monitorowania krów w okresie laktacji. „Nasz opatentowany system kamer termowizyjnych wykonuje dziennie ponad 10 000 analiz dla dużych, zmechanizowanych gospodarstw mleczarskich w Szwecji, oferując prędkość detekcji od dwóch do czterech razy większą w porównaniu do innych dostępnych na rynku metod, pozwalając przy tym wyeliminować stosowanie antybiotyków w leczeniu zapalenia wymienia”, przekonuje koordynatorka projektu Ellinor Eineren. To innowacyjne podejście zostało zapożyczone od wojskowych kamer na podczerwień i stało się przydatnym narzędziem do zwalczania zapalenia wymienia u krów mlecznych. Urządzenie Agricam zostało jak dotąd zainstalowane w ponad 30 szwedzkich gospodarstwach mleczarskich oraz w Instytucie Rolno-Spożywczym i Bionauk w Irlandii Północnej. Technologia dowiodła, że jako narzędzie badawcze jest wydajna w zakresie zmniejszania stosowania antybiotyków i dostarcza wymiernych korzyści ekonomicznych rolnikom. W ramach projektu Agricam powstał również opatentowany i wymyślony przez Eineren system optyczny, który skanuje szalki Petriego i identyfikuje wyhodowane na nich bakterie w czasie rzeczywistym z dokładnością równą tej otrzymywanej w laboratoriach. „Bacticam dostarcza rolnikom informacje bakteriologiczne w ciągu 8–12 godzin o połowę taniej niż ma to miejsce w przypadku obecnych testów. Składa się z elementu do pobierania próbek oraz podgrzewania, w którym bakterie są hodowane na szalce Petriego, a następnie analizowane przy użyciu klasyfikatora obrazu wykorzystującego uczenie maszynowe”.
Szybki, tani i dokładny
Do głównych celów związanych z wdrożeniem tego rozwiązania należą: zmniejszenie ponoszonych przez rolników i lekarzy weterynarii kosztów hodowli i analizy bakterii, zwiększenie dokładności identyfikacji szczepów bakterii oraz skrócenie czasu reakcji potrzebnego na analizę. Porównanie realizacji tych celów z obecnymi metodami badań morfologicznych kolonii bakterii przez wyszkolonych lekarzy weterynarii wypada na korzyść Bacticam. Ponadto stosowanie metod tradycyjnych wymaga od rolników przesłania próbek mleka do laboratorium lub weterynarza i oczekiwania na wyniki od 5 do 15 dni. Podejście to jest drogie, zaś zwłoka uniemożliwia rolnikom podjęcie szybkich działań celem zapobiegnięcia rozprzestrzenienia się zakażenia na całe stado. Z tego też powodu rolnicy wdrażają antybiotykoterapię przed otrzymaniem wyniku. Bacticam ma więc szansę zrewolucjonizować identyfikację patogenów na miejscu. Na koniec Eineren stwierdza: „Wykorzystując najnowsze postępy z zakresu metod uczenia maszynowego do klasyfikacji obrazu udało się nam zautomatyzować identyfikację patogenów. Osiągi Bacticam są nieustannie doskonalone wraz ze zwiększaniem się ilości danych wejściowych algorytmu i już wkrótce mamy nadzieję przewyższyć zdolności wyszkolonych profesjonalistów, tym samym dostarczając gospodarstwom rolnym narzędzie zasługujące na miano eksperta”.
