Smart Farming: Detecting good vibrations, with pigs

Smart Farming:

Detecting good vibrations, with pigs

 In collaboration with Betagro, researchers from Carnegie Mellon CMKL | Thailand, Hae Young Noh and Pei Zhang, have developed geophone-based (vibration) sensors to detect behaviors and sickness of pigs in a noninvasive way. 

Normally, on pig farms, “antibiotics” were widely used as they do not only protect pigs from the diseases so effectively, but they are also cheap and safe. However, scientists have discovered that the more pigs get antibiotics, the more they become less effective over time because of drug resistance. Then, once antibiotics stop being effective, one illness may be able to kill an entire stock.


“We had been thinking about animal tracking and animal monitoring for a while, and we noticed that antibiotics is a big issue for animal welfare as they are quickly becoming ineffective due to overuse,” said Noh, an associate professor in civil and environmental engineering. “It’s good to know quantitatively what kind of sickness the animals have.”

Using the geophone-based (vibration) sensors, researchers can monitor pigs’ activities more closely by detecting the vibrations from their footsteps or other motion. Then, researchers analyze how signals of the sensors are related to pigs’ abnormal behavior because understanding pigs’ behavior helps researcher to identify whether the pig is ill or not.
Thus, farmers can isolate the sick pigs or administer antibiotics only when the pigs are sick.


Unlike the visual sensors, the geophone-based (vibration) sensors do not require a line of sight or consistent lighting, and the pigs also do not have to wear something that could create discomfort. Moreover, this technology is able to increase farm efficiency such as to check whether all pigs are feeding or whether some baby pigs are unintentionally injured.


The further aim of this research is to optimize the machine learning model, so it will be able to distinguish between pigs with different kinds of illnesses, not just sick pigs and healthy pigs. Furthermore, this technology is considered that it will eventually be used to monitor other animals. 


CMKL Students’ Life Experiences 

Rather than acquiring knowledge from research and advisors, you learn to say “Hello” to the completely different perspectives of your life from studying abroad. Academic achievement or higher quality of education seem the obvious benefits to international students. However, in foreign universities, studying is not the only necessary path of the journey, but there are still important parts to make life accomplished: life experiences.

Here, we are talking with “CMKL students” not only about academic projects, but we are going to discover how their lives are going at CMKL University Thailand.

Making friends and Gaining life experience

Yang Qi:

“With the help of their superior vision, I’ve been able to overcome many roadblocks that I’ve faced,” says Yang. “The professors at CMKL have been very kind and patient; I’ve benefited a lot from having access to as many one-on-one discussions as I want.”

“The staff members are very friendly; we work and live together more like friends. They are always one call away and stand by our sides whenever we face any problems with our daily lives. Our interactions make us feel more like a member of a small family that makes me feel that I am never alone.” 

“My fellow students are awesome. I’m so happy that we’re able to experience a certain degree of diversity here,” says Yang. “We help each other with our projects by offering our own strengths and individual expertise. I’ve helped Yurun and Prabh discover new ways to pursue their research areas."

“When I was struggling with my research projects, I stayed late every day and was experiencing a lot of stress. They came to me and said, “so are we.” It was a simple thing that made me feel so much better.”

Yurun Tian:

“Professor Orathai and Professor Akkarit have taught me a lot regarding how to conduct research the right way. They have been so generous and are always willing to give us advice or help us with any questions we have.” 

“Ying and Prae are so warm and cute and have made our life so much more colorful; we feel like we’re in our own home every time we interact with them.” 

“When I feel depressed or disappointed, they [her friends] give me so much support. I feel so touched and hope I can help them someday. When Prabh gives me advice on how to improve my research plan, when Molly hugged me when I cried, and when Yang helps me with my English, I am so grateful. They are all great people. They always support their friends, and so I also do that for them.”

Prabh Simran Singh Baweja:

Everyone around me has been very motivating and comforting in difficult situations. These are the times where you understand the true value of an institution”

“My time at CMKL has been really good so far. There were elements of stress, fun, and helpfulness involved. I have had some great discussions with fellow students, professors, and the staff – I will cherish those moments.”

Xiaomeng Li:

“Thai people are very friendly and nice. The professors really think from the perspective of the students and encourage us to learn more in order to be successful in our careers.”

“The staff is always willing to help us at any time and have made our experience much easier.”




สมาร์ทฟาร์ม:

การตรวจจับการสั่นไหวของหมู เพื่อการเลี้ยงดูที่มีประสิทธิภาพ


นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนและมหาวิทยาลัยซีเอ็มเคแอล Hae Young Noh และ Pei Zhang ร่วมมือการเบทาโกร ในการพัฒนาระบบเซนเซอร์จีโอโฟนเบสก์ (ตรวจจับการสั่นไหว) เพื่อการตรวจจับพฤติกรรมและโรคของสุกรโดยไม่รุกล้ำร่างกาย
โดยทั่วไปแล้ว คนเลี้ยงสุกรจะใช้ยา “antibiotics” ในการป้องกันและรักษาโรคแก่สุกร อันเนื่องมากจากตัวยาไม่เพียงแค่มีประสิทธิภาพ แต่มันยังถูกมากและปลอดภัยอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่ายิ่งสุกรได้รับยา antibiotics มากเท่าใด ตัวยาก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพลดลง เพราะว่าอาการดื้อยาของสุกร ซึ่งนั่นหมายความว่าหากยา antibiotics หมดประสิทธิภาพเมื่อใด โรคเพียงหนึ่งโรคก็มีโอกาสที่จะทำให้สุกรทั้งคอกตายได้
Noh รองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม กล่าวว่า “เราได้วางแผนเกี่ยวกับการตรวจจับและเฝ้าสังเกตุสัตว์มาสักพักแล้ว และเราเล็งเห็นว่ายา anitibiotics เป็นปัญหาที่สำคัญในด้านความเป็นอยู่ของสัตว์ อันเนื่องจากประสิทธิภาพของตัวยาจะลดลงอย่างรวดเร็วหากใช้มากเกินไป ดังนั้นมันจะดีมากถ้าเราสามารถเข้าใจได้ว่า โรคที่สัตว์กำลังเผชิญคืออะไร” 

ด้วยเซนเซอร์จีโอโฟน (ตรวจจับการเคลื่อนไหว) นักวิจัยสามารถเฝ้าสังเกตุกิจวัตรประจำวันของสุกรได้อย่างใกล้ชิดมากขึ้น จากการตรวจจับการสั่นไหวของการก้าวเท้าและการเคลื่อนไหวอื่น ๆ ของสุกร หลังจากนั้นนักวิจัยจะวิเคราะห์ว่าสัญญาณของตัวเซนเซอร์เกี่ยวข้องอย่างไรกับพฤติกรรมของสุกร ซึ่งการเข้าใจพฤติกรรมของสุกรจะช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบได้ว่า "สุกรกำลังติดโรคหรือไม่"
ดังนั้น คนเลี้ยงสุกรจะสามารถแยกสุกรที่ป่วยออกจากคอกได้ และจัดการให้ยา antibiotics ตามสมควร เพื่อลดความเสี่ยงด้านการดื้อยา


เซนเซอร์จีโอโฟน (ตรวจจับการเคลื่อนไหว) แตกต่างจากเซนเซอร์ภาพ ในเรื่องที่ว่าเซนเซอร์จีโอโฟนไม่ต้องการเส้นสายตา (line of sight) หรือ แสงที่สม่ำเสมอ อีกทั้งตัวสุกรไม่จำเป็นต้องสวมใส่เครื่องมือใด ๆ ที่สร้างความไม่สบายแก่ตัวสุกร นอกเหนือจากนี้ เทคโนโลยีเซนเซอร์นี้จะเพิ่มความสามารถของฟาร์มเลี้ยงหมู อย่างเช่น การใช้เซนเซอร์เฃ็คว่าสุกรได้รับอาหารครบทุกตัวหรือยัง หรือ ลูกสุกรได้รับบาดเจ็บโดยไม่ตั้งใจหรือไม่

จุดประสงค์ต่อไปของงานวิจัยนี้คือ การเพิ่มศักยภาพของเทคโนโลยีที่สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตัวเอง (machine learning model) เพื่อให้สามารถแยกสุกรที่ติดโรคต่าง ๆ ที่แตกต่างกันได้ ไม่ใช่แค่แยกระหว่างสุกรที่ป่วยกับสุกรที่ไม่ป่วย  นักวิจัยได้พิจารณาอีกว่าเทคโนโลยีนี้จะสามารถนำไปใช้เฝ้าสังเกตุกับสัตว์อื่น ๆ ได้อีกด้วย


ประสบการณ์แห่งการเรียนรู้

และการใช้ชีวิตในมุมมองที่แตกต่าง    

“หากเรามีจุดประสงค์ที่จะศึกษาหาความรู้ในชั้นเรียนและงานวิจัยเพียงอย่างเดียวนั้น เราคงไม่ได้ลิ้มรสชาติของการใช้ชีวิตจริง ๆ” ประโยคนี้เป็นหนึ่งเหตุผลที่ทำไมการศึกษาต่อต่างประเทศได้รับความสนใจเป็นอย่างมาก เพราะไม่เพียงแต่จะได้รับประสบการณ์ในมหาลัยระดับโลกแล้ว นักศึกษาต่างแดนยังได้เผชิญหน้ากับความท้าทายใหม่ ๆ ไม่ว่าจะเป็นการเรียนที่แตกต่าง อาจารย์ที่แตกต่าง เพื่อนที่หลากหลาย วัฒนธรรมที่แปลกใหม่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้สามารถเปลี่ยนมุมมองการใช้ชีวิตของเรา เพื่อให้เราสามารถเติบโตขึ้นได้ มากกว่าเดิม

“หากต้องการเดินทางสู่จุดหมายปลายฝัน การศึกษาเป็นเพียงประตู การใช้ชีวิตและประสบการณ์นั่นคือหนทาง”  

สร้างเพื่อน สร้างประสบการณ์ชีวิต 

  Yang Qi:

“จากการให้คำปรึกษาด้วยวิสัยทัศน์ที่กว้างไกลของอาจารย์ ผมจึงสามารถเอาชนะปัญหาและอุปสรรคในการทำงานวิจัยได้ ผมได้เรียนรู้และพัฒนาทักษะตัวเองอย่างมากมายจากการพูดคุย และปรึกษากับคณาจารย์ ผมสามารถปรึกษาแบบตัวต่อตัวได้แทบทุกครั้งที่ผมต้องการ ท่านเอาใจใส่นักศึกษามาก ๆ”

“บุคลากรของมหาวิทยาลัยนั้นก็สุดยอดเช่นกัน พวกเขาเป็นมิตรมาก ๆ พวกเราทำงานและอยู่ด้วยกัน เปรียบดั่งเพื่อนกันเลย พวกเขา [บุคลากร] อยู่ข้าง ๆ เราเสมอเวลาเราเจอปัญหาที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน สายสัมพันธ์ของเราเปรียบเสมือนครอบครัวเล็ก ๆ ผมไม่เคยรู้สึกโดดเดี่ยวเลย”

“เพื่อน ๆ ในคลาสก็สุดยอด ผมรู้สึกยินดีมากที่เราสามารถเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ ที่หลากหลายที่นี่ เราช่วยกันในเรื่องงานวิจัย โดยทุกคนต่างก็ใช้จุดแข็งและความเชียวชาญของตัวเองออกมา ผมเองก็ช่วย Yurun และ Prabh ในการทำงานวิจัยของพวกเขา” 

"และเมื่อผมรู้สึกตันกับงานวิจัยของผม ผมมักจะหมกตัวอยู่แต่ในคลาสและเอาแต่เครียด แต่เพื่อน ๆ ของผมก็ให้กำลังใจผมแทบทุกครั้ง เช่นการพูดว่า เราทุกคนต้องเผชิญหน้ากับมัน เราเข้าใจดี ซึ่งนั่นมันทำให้ผมรู้สึกดีขึ้นนะ" 


Yurun Tian:

“อาจารย์อรทัย สังข์เพ็ชร และ อาจารย์อักฤทธิ์ สังข์เพ็ชร ได้สอนและให้คำแนะนำกับฉัน ในด้านการดำเนินงานวิจัยให้มีประสิทธิภาพ ท่านเอาใจใส่เรามากและพร้อมที่จะให้คำแนะนำกับทุก ๆ คำถามที่เรามี” “หญิงและแพรเป็นคนที่อบอุ่นและน่ารักมากจริง ๆ และทำให้การใช้ชีวิตที่นี่มีสีสันและสบายมาก ทุก ๆ ครั้งที่เราติดต่อประสานงานกับหญิงและแพร เรารู้สึกเหมือนได้คุยกับครอบครัวที่บ้านเลย” 

“บางครั้งที่ฉันรู้สึกเหนื่อยและท้อกับการทำงาน พวกเขา [เพื่อน] ก็คอยช่วยเหลือเสมอ ซึ่งนั่นทำให้เรามีสายสัมพันธ์ที่ดีต่อกัน และฉันหวังว่าฉันจะสามารถช่วยเหลือพวกเขาได้เช่นกัน ฉันรู้สึกขอบคุณทุกครั้ง ไม่ว่าจะเป็นตอนที่ Prabh ให้คำปรึกษาในเรื่องการวางแผนวิจัย หรือตอนที่ Yang ช่วยพัฒนาทักษะด้านภาษาอังกฤษของฉัน พวกเราคอยช่วยเหลือกันเสมอ”


Prabh Simran Singh Baweja:

 “ทุก ๆ คนที่นี่ให้กำลังใจและปลอบโยนทุกครั้งเมื่อเราเจอปัญหาที่ยากลำบาก ซึ่งช่วงเวลานี้เองที่ทำให้คุณเข้าใจว่าคุณค่าของมหาวิทยาลัยที่แท้จริงคืออะไร”

“ช่วงเวลาที่ผมใช้ชีวิตในซีเอ็มเคแอลมันดีมาก ๆ แน่นอนว่ามันมีทั้งความเครียด ความสนุก และความหวัง ผมได้พูดคุยกับเพื่อน ๆ  คณาจารย์ และบุคลากรของมหาวิทยาลัย ผมจะจดจำช่วงเวลานี้ไว้ในใจ”

Xiaomeng Li:

“คนไทยน่ารักและเป็นมิตรมาก ๆ อีกทั้งอาจารย์เอาใจใส่นักศึกษามาก ๆ ท่านมักจะส่งเสริมและปราถนาให้เราได้เรียนรู้เพื่อที่เราจะได้ประสบความสำเร็จในอนาคต” 

“เหล่าบุคลากรที่นี้ก็เต็มใจที่จะช่วยเหลือเราทุกครั้ง ซึ่งทำให้เราแก้ปัญหาอะไรหลาย ๆ อย่างได้ง่ายขึ้น”






Retrieved from: https://engineering.cmu.edu/news-events/news/2019/08/05-pig-sensing.html

Written By: