Automatische detectiesystemen voor kreupelheid bij runderen in kaart

Ook de mechanismen rond en omvang van de verliezen ten gevolge van kreupelheid zijn nog onvoldoende bekend. Hetzelfde geldt voor welzijnsproblemen door kreupelheid. Dat concludeert Tim Van De Gucht uit zijn doctoraatsonderzoek. “Detectiesystemen moeten ook geïntegreerd worden in het totale bedrijfsmanagement, passend binnen het ruimere kader van preventie, detectie en behandeling. Een succesvolle uitrol van slimme kreupelheidsdetectie voor koeien hangt dus niet alleen af van de finesse van de techniek”, zegt Tim Van De Gucht.

Kreupele melkkoeien kosten geld

Dat kreupelheid bij melkkoeien, een veel voorkomend gezondheidsprobleem, gevolgen heeft voor de portemonnee van de melkveehouder én voor het welzijn van de koe, is bekend. In de praktijk is het vaak de boer die zelf visueel zijn koeien opvolgt. Dat vereist training of ervaring, is arbeidsintensief en eerder subjectief. Wachten op de fase van duidelijk zichtbare kreupelheid staat ook gelijk met een vrij late detectie en behandeling. Om daar een mouw aan te passen worden automatische kreupelheidsdetectiesystemen ontwikkeld, gebaseerd op krachtplaten, drukmatten, pedometers, accelerometers of camera’s. Maar zijn dergelijke systemen wenselijk, en zijn ze rendabel? Tim Van De Gucht onderzocht welke factoren doorslaggevend zijn voor een succesvolle toepassing in de praktijk. Hij richtte zich daarbij op de kostprijs en de detectieperformantie, maar ook op de voorkeuren van de melkveehouders.

Van theoretische meerwaarde naar bedrijfstoepassing

De ILVO – KU Leuven wetenschapper onderzocht hoe bestaande prototypes kunnen doorontwikkeld worden tot praktijkrijpe systemen, met de melkveehouder als centraal aanknopingspunt voor het design van het systeem. De bruikbaarheid van automatische kreupelheidsdetectiesystemen in de praktijk staat daarbij centraal.

In een eerste stap werd nagegaan of de detectiesystemen wel renderen: zijn ze trefzeker genoeg, zijn ze betaalbaar, en vooral: weegt de investering op tegen de kosten ten gevolge van kreupelheid? Op dat vlak zijn er nog veel openstaande vragen: “Hoe zal het aantal zwaar manke koeien veranderen als de detectie van mild manke koeien zou verbeteren?”, “Wat is het effectieve verschil in kosten bij eerdere detectie?”, “Wat is de gemiddelde levensduur van een detectiesysteem?”, etc. Een aantal van die vragen konden beantwoord worden, voor een aantal andere factoren moest gesteund worden op inschattingen. Ondanks die onzekerheden kon Tim Van De Gucht op basis van zijn analyse toch concluderen dat automatische kreupelheidsdetectiesystemen een positieve economische meerwaarde kunnen genereren; ze kunnen dus rendabel zijn. Die analyse kan in de toekomst nog verfijnd en vereenvoudigd worden.

In een tweede stap werd een enquête verspreid bij melkveehouders. Het doel daarvan was om te peilen naar hun voorkeuren/eisen omtrent de performantie en prijs van dergelijke systemen, en naar hun kennis omtrent de gevolgen van kreupelheid voor de dieren en het bedrijf. Hieruit bleek dat Vlaamse melkveehouders wel bereid zijn om te betalen voor een hoge detectieperformantie, maar dat ze momenteel nog niet echt openstaan om automatische kreupelheidsdetectiesystemen te gebruiken op hun bedrijf. Sensibilisering rond kreupelheid en de gevolgen daarvan blijken de veehouder echter wel te overtuigen van het nut van automatische kreupelheidsdetectie.

Uit het onderzoek blijkt duidelijk dat boeren meer geneigd zouden zijn om over te schakelen van visuele naar automatische detectie naarmate de systemen goedkoper en trefzekerder zouden worden.

Trefzekerheid en prijs balanceren is geen makkelijke opgave

Tim Van De Gucht deed de oefening met GAITWISE, een systeem dat werd ontwikkeld door ILVO en de KU Leuven, en dat bestaat uit een drukmat die de positie van de hoefafdrukken op de grond opmeet. Om de prijs te drukken werd een vermindering van lengte van de sensormat en van resolutie van de sensoren gesimuleerd. Hieruit bleek dat de sensormat korter en goedkoper kan gemaakt worden zonder beduidend in te leveren op de performantie. Om de detectieperformantie te verbeteren, werden nieuwe variabelen gedefinieerd die de plaatsing van de hoeven op de grond en de gewichtsverdeling tussen de poten beschrijven. Op de ILVO proefboerderij werd vervolgens een nieuwe monitoringssetup gebouwd voor het GAITWISE systeem. Daarmee werd gedurende een jaar automatisch data van manke en niet-manke koeien verzameld. Met deze data werd een nieuw detectiealgoritme ontwikkeld. Toch bleek het nieuwe detectiesysteem nog niet voldoende trefzeker. De koeien vertoonden geen normaal stappatroon; ze liepen niet door en waren vaak afgeleid. Een hoog percentage van de uitgevoerde metingen leverde daardoor geen bruikbare data op. Ook omgevingsfactoren op het bedrijf blijken dus belangrijk voor de performantie.

De behaalde resultaten suggereren wél dat individuele opvolging van het stappatroon van een koe de detectieperformantie kan verhogen, indien voornoemde praktische problemen opgelost kunnen worden. Dat lijkt logisch: de foutenmarge wordt kleiner als je enkel de referentiewaarden van één individu gebruikt. Maar daarvoor heb je véél data nodig van elke koe, liefst dagelijks of zelfs elke keer na het melken.

Kreupelheid gaat over meer dan metingen alleen

Automatische kreupelheidsdetectiesystemen kunnen een goed hulpmiddel zijn voor melkveehouders in de toekomst, maar verdere ontwikkeling van deze vorm van precisielandbouw is nodig om de systemen praktijkrijp en kosten-efficiënt te maken. Maar zelfs dan is het belangrijk te onthouden dat een succesvolle toepassing niet alleen afhankelijk is van de finesse van de techniek. “Minstens even belangrijk is de integratie van de techniek binnen het bedrijfsmanagement”, zegt Tim Van De Gucht. “De techniek is een hulpmiddel, maar geen oplossing voor kreupelheid. Om kreupelheid écht te reduceren moet evenzeer gewerkt worden aan preventie en behandeling, en ook dat kost geld. Om het potentieel van automatische detectiesystemen ten volle te benutten moeten productontwikkeling, databeheer en bedrijfsmanagement verder op elkaar afgestemd worden.”