Incluso las vacas tienen emociones y una vaca feliz es mejor productora de leche que una bajo estrés. Pero, ¿cómo interpretan los ganaderos a un animal bovino individual que no es conocido por su expresión facial en un rebaño de hasta 10? 000?

Richard Voyles, profesor en el Instituto Politécnico de Purdue, cree que la inteligencia artificial y la robótica podrían ser la clave para brindar a los productores lecheros datos detallados sobre el estado de su rebaño, incluyendo enfermedad o ansiedad.

"En la agricultura de cultivos, no nos importan las mazorcas de maíz o los granos de trigo individuales en comparación con un campo completo, ", dijo." Pero nos preocupamos por las vacas o los cerdos individuales. Cada animal come de manera diferente y se enferma de manera diferente.

"La cuestión es, tratar bien a los animales aumenta la productividad hasta en un 15%. Es un aumento sustancial ".

Voyles está colaborando con colegas de ingeniería y agricultura en Purdue y otras dos universidades en dos proyectos de investigación para proporcionar a los ganaderos y productores de leche una gran cantidad de nueva información sobre sus rebaños. Ambos proyectos recibieron fondos del Departamento de Agricultura de EE. UU.

A diferencia de un campo de maíz, es difícil determinar la salud de un rebaño de vacas simplemente volando sobre ellas con un dron. Con eso en mente, Voyles está analizando el problema de adentro hacia afuera usando píldoras robóticas ingeridas por las vacas.

Los pequeños robots son móviles permitiendo el movimiento entre cada una de las cuatro cámaras del estómago en una vaca.

"Aquí es donde entra la IA, ", dijo." Necesitamos ser capaces de mover esos robots para que tengamos una idea en todos los niveles de lo que está sucediendo allí para entender realmente las cosas ".

Los prototipos son más grandes y están hechos de polímeros, por lo que en este punto no se disuelven en los ácidos del estómago. Se esperaría que tales píldoras fueran transmitidas por humanos. Pero los animales como las vacas obtienen nutrientes de alimentos de origen vegetal fermentándolos en un estómago compartimentado antes de la digestión. Tan sólidos en lugar de pasar, se regurgitan y se mastican de nuevo.

Investigadores incluidos los científicos de animales, están trabajando con Voyles, buscando una nueva metodología de locomoción para los robots. Deben ser de muy baja potencia y depender de sensores externos, alimentación y recarga.

Los órganos internos de una vaca hacen que el movimiento, o simplemente permanecer en una de las cámaras del estómago, sea una propuesta difícil.

"Los estómagos de las vacas experimentan constantemente contracciones y mueven cosas a medida que convierten proteínas no digeribles en digeribles, ", Dijo Voyles." Realmente necesitamos permanecer dentro de la cámara del estómago porque es muy complejo, muy estratificado. Pero lo que sucede es que la píldora siempre termina en el lugar equivocado si no son robóticos ".

Voyles es director del Laboratorio de Robótica Colaborativa en Purdue, centrando su investigación en nuevos mecanismos robóticos, sensores, software autoadaptativo y controles en tiempo real. Inicialmente dedicado a la robótica durante el incidente nuclear de Three Mile Island como estudiante de Purdue, Voyles dijo que la conexión entre la teoría de la ingeniería, Los problemas tecnológicos reales y las soluciones de ingeniería lo entusiasman tanto desde la perspectiva de la ingeniería como de la tecnología de ingeniería.

Voyles está trabajando con colegas de Penn State y Virginia Tech para desarrollar un sistema de locomoción inspirado en los milpiés para el interior de los animales que sea inherentemente seguro. Él cree en las pastillas con un mayor desarrollo, eventualmente podría tener un uso en la cirugía y el bienestar humanos.

En combinación con las píldoras robóticas se encuentra la segunda fase del trabajo:desarrollar una red de sensores corporales para rebaños enteros a la vez, ofreciendo a los ganaderos un control más estrecho de la salud de las vacas en cualquier momento.

Las píldoras robóticas podrían conectar datos de manera segura a un collar en la vaca que luego se transmite a una red a través de un teléfono celular o una señal de wi-fi. Tanto las píldoras robóticas como la investigación en red están financiadas por la National Science Foundation y el Departamento de Agricultura de EE. UU.

"Se mueven en grandes manadas, por lo que necesitamos saber cosas como quién está tosiendo y dónde, "Dijo Voyles." ¿Necesitamos aislarlos, ¿Hay alguna enfermedad involucrada? ¿necesitan medicación? "

Dijo que los agricultores podrían identificar más específicamente qué vacas están enfermas, reduciendo las aplicaciones radicales de antibióticos solo a los animales que lo necesitan.

El uso se extiende más allá de la medicina para el mantenimiento diario como la alimentación. Las vacas lecheras se alimentan al menos dos veces al día, si no más, por lo que hay muchas oportunidades para modificar sus dietas con vitaminas, minerales y otros suplementos de forma natural. Pero necesitamos rastrear vacas individuales.

"Si usamos esta red para llevar los datos de toda la granja como un tejido digital a los agricultores, pueden tomar decisiones y luego enviarlas a cosas como alimentadores robóticos, "Dijo Voyles.

Con esto como base, Voyles prevé la construcción de redes extensas con varios niveles de análisis utilizando inteligencia artificial y agregando el comportamiento de un animal al comportamiento de la manada.

El uso de la tecnología para mejorar la calidad y la productividad de la ganadería va más allá del punto de vista empresarial. Existe la posibilidad de grandes impactos globales en términos de uso de la tierra y el agua.

"Ahora hay un aspecto importante de la sostenibilidad cuando se habla de esto, ", Dijo Voyles." Si puede mejorar la salud y la productividad de los animales, puede reducir el metano. También puede optimizar su uso del agua y el uso de la tierra mientras mejora su bienestar ".