KomilO แอปพลิเคชันตรวจจับการเป็นสัตว์ในโคนม

สิ่งนี้ทำอะไร

เราออกแบบและพัฒนาระบบอัตโนมัติสำหรับตรวจจับสภาวะการเป็นสัดของโคนมบนฐานของ อินเทอร์เน็ตของสรพพสิ่ง เพื่อลดความผิดพลาดในการตรวจจับการเป็นสัดด้วยคน และเพิ่มโอกาสในการผสมเทียมของโคนม เพื่อให้ตั้งท้อง มีลูก และผลิตน้ำนมได้

แรงบันดาลใจของคุณ

ความต้องการผลิตภัณฑ์นมจากโคนมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา โดยปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อปริมาณการผลิตน้ำนมดิบ ได้แก่ ความสำเร็จในการขยายพันธุ์โคนม ทั้งนี้อุปสรรคสำคัญของการขยายพันธุ์โคนมเกิดจากความบกพร่องของเกษตรกร ในการตรวจจับสภาวะการเป็นสัด ส่งผลให้โคนมไม่ได้รับการผสมเทียมตามเวลา จึงต้องเลี้ยงโคนมท้องเปล่าจนถึงรอบเป็นสัดครั้งต่อไป เราได้สำรวจข้อมูลพบว่า อัตราการผสมเทียมผิดพลาด เนื่องจากตรวจจับสัดล่าช้าอยู่ที่ประมาณ 39.02% ซึ่งเป็นอัตราที่สูงมาก ในประเทศไทยมีโคนมรีดประมาณ 325,000 ตัว ดังนั้นจะมีโคนมรีดที่พลาดการตรวจจับสภาวะการติดสัดถึงประมาณ 126,815 ตัว คิดเป็นค่าใช้จ่ายเลี้ยงวัวท้องเปล่าถึง 266,311,500 บาทต่อรอบ

สิ่งนี้ทำงานอย่างไร

ระบบประกอบด้วยเซนเซอร์สองตัว ติดที่บริเวณหูและโคนหางของโคนม เซนเซอร์บริเวณหูมีขนาดเท่ากับนามบัตร ทำหน้าที่ตรวจจับการเคลื่อนไหวของโคนม เพื่อนำไปแยกแยะพฤติกรรม ได้แก่ เดิน กิน ยืน นอน โดยใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องจักร ( Machine Learning) และนำพฤติกรรมที่แยกแยะได้ไปใช้ทำนายการเป็นสัดโดยผ่านเงื่อนไขที่กำหนดโดยสัตวแพทย์ผู้เชี่ยวชาญ เซนเซอร์บริเวณโคนหาง เป็นเซนเซอร์ตรวจจับแรง ทำหน้าที่ตรวจจับการถูกขึ้นขี่โดยโคนมตัวอื่น ซึ่งการถูกขึ้นขี่เป็นพฤติกรรมที่บ่งบอกถึงการเข้าสู่สภาวะการเป็นสัดเช่นเดียวกัน ข้อมูลจากเซนเซอร์ถูกส่งผ่านเครือข่ายสื่อสารแบบไร้สายไปยังเซิร์ฟเวอร์เพื่อประมวล และวิเคราะห์ผล นอกจากนั้นเรายังออกแบบและพัฒนาเวปแอปพลิเคชันสำหรับจัดการผู้ใช้ จัดการอุปกรณ์เซนเซอร์ และแจ้งเตือนสภาวะการเป็นสัดรวมถึงช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการผสมเทียมไปยังสมาร์ทโฟนของเกษตรกร

กระบวนการออกแบบ

เราเดินทางไปยังฟาร์มโคนมจำนวน 27 แห่งในจังหวัดราชบุรี เพื่อสอบถามถึงปัญหาและอุปสรรคในการเพิ่มผลผลิต พบว่า ปัญหาหลักมาจากความผิดพลาดในการตรวจจับสภาวะการเป็นสัดของโคนมโดยใช้แรงงานคน เกษตรกรส่วนใหญ่จึงอยากมีเครื่องมืออัตโนมัติสำหรับตรวจจับอาการเป็นสัด ที่สามารถแจ้งเตือนเพื่อให้สัตวแพทย์เข้ามาผสมเทียมได้ทันเวลา เราจึงออกแบบอุปกรณ์เซนเซอร์ตรวจจับการเป็นสัดบริเวณหูและโคนหาง เซนเซอร์บริเวณหูต้องเก็บข้อมูลตลอดเวลาเพื่อนำมาวิเคราะห์สำหรับแยกแยะพฤติกรรมของโคนม จึงกินพลังงานต่อเนื่อง หลังจากออกแบบเซนเซอร์ ทดสอบ และปรับปรุง ถึง 4 รูปแบบ เราจึงได้เซนเซอร์ที่มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา กินพลังงานต่ำ โดยมีระยะการใช้งานได้ถึง 14 วันต่อ 1 การชาร์จ สำหรับเซนเซอร์บริเวณโคนหาง ต้องมีโครงสร้างที่สามารถยึดติดกับโคนหางของโคนมให้นานที่สุด เนื่องจากขนของโคนมมีลักษณะ มัน และลื่น และโคนมเคลื่อนไหวร่างกายค่อนข้างบ่อย หลังจากออกแบบ ทดสอบ และปรับปรุงถึง 6 รูปแบบ เราจึงได้โครงสร้างที่เหมาะสมโดยใช้วัสดุซิลิโคนที่ยืดหยุ่นและเกาะติดเข้ากับโคนหางได้ ใช้ผ้าบางติดกาวยึดบนตัวโคนม และมีสายรัดหางปรับความยาวได้ เราได้นำเครือข่ายสื่อสารไร้สายกินพลังงานต่ำสำหรับรับส่งข้อมูลจากเซนเซอร์ ออกแบบและพัฒนาระบบซอฟต์แวร์สำหรับบริหารจัดการทั้งหน้าบ้านและหลังบ้าน โดยเราออกแบบเว็บแอปพลิเคชันให้ใช้งานง่าย และสะดวกในการจัดการ จากนั้นจึงทำการเชื่อมต่อเซนเซอร์ เครือข่าย และระบบซอฟต์แวร์เข้าด้วยกัน เพื่อทดสอบการใช้งานโดยผู้ใช้จริง

สิ่งนี้แตกต่างอย่างไร

- เราสามารถแยกแยะพฤติกรรมของโคนมบนเซนเซอร์ได้ทันทีโดยไม่จำเป็นต้องส่งข้อมูลทั้งผ่านเครือข่ายไร้สาย ไปประมวลผลบนเซิร์ฟเวอร์ ซึ่งจะช่วยลดความผิดพลาด และการสูญหายของข้อมูล รวมถึงช่วยรักษาความปลอดภัยของข้อมูลได้ - เราเลือกใช้เครือข่ายไร้สายที่กินพลังงานต่ำ จึงช่วยให้เซนเซอร์ใช้งานได้นานขึ้นต่อการชาร์จไฟหนึ่งครั้ง - เราพัฒนาระบบแบบครบวงจรซึ่งประกอบด้วย เซนเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวบริเวณหูและโคนหาง ซอฟต์แวร์สำหรับการบริหารและจัดการหน้าบ้านและหลังบ้าน และเครือข่ายสื่อสารไร้สายพลังงานต่ำ ซึ่งแตกต่างจากระบบตรวจจับสภาวะการเป็นสัดทั่วไป ซึ่งมีเพียงแค่เว็บแอปพลิเคชัน -ระบบของเราสามารถแจ้งเวลาที่เหมาะสมสำหรับการผสมเทียมได้ -ระบบของเรามีความถูกต้องในการทำนายสภาวะการเป็นสัดสูงถึง 80 เปอร์เซนต์ ซึ่งสููงกว่าระบบอื่น ๆ ที่ได้สำรวจมา

แผนในอนาคต

- พัฒนาเซนเซอร์บริเวณหูให้มีน้ำหนักเบาขึ้น และกินพลังงานต่ำลง - พัฒนาเซนเซอร์บริเวณโคนหาง ให้เข้ากับสรีระของโคนมมากขึ้น เพื่อไม่ให้เกิดอาการบาดเจ็บกับโคนม - พัฒนาระบบอัตโนมัติสำหรับตรวจจับอาการบาดเจ็บบริเวณขาและเท้าของโคนม โดยใช้เทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องจักร ( Machine Learning) - พัฒนาเซนเซอร์บริเวณหูให้สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหว และแยกแยะพฤติกรรมเพื่อนำไปทำนายสุขภาพโดยทั่วไปของโคนม - พัฒนาระบบให้มีความถูกต้องในการทำนายสุขภาพของโคนมได้สูงกว่า 80 เปอร์เซนต์ - สำรวจความเป็นไปได้ หาพันธมิตรเพื่อร่วมลงทุน และนำระบบไปใช้ในเชิงพาณิชย์

รางวัล