Aunque las vacas parezcan animales inexpresivos tienen emociones. Una vaca feliz es mejor productora de leche que una estresada. Pero, ¿cómo puede un tambero interpretar las expresiones faciales de un animal -comúnmente conocido por su falta de expresión- en un rodeo de hasta 10.000 individuos?

Richard Voyles, profesor del Instituto Politécnico de Purdue, cree que la inteligencia artificial y la robótica podrían ser la clave para proporcionar a los productores de lácteos datos detallados sobre el estado de su rodeo, incluidas las enfermedades y la ansiedad.

«El punto es que tratar bien a los animales aumenta la productividad hasta en un 15%. Es un aumento sustancial».

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Voyles está colaborando con colegas de las carreras de ingeniería y agricultura de Purdue y otras dos universidades en dos proyectos de investigación para proporcionar a los ganaderos una gran cantidad de información nueva sobre su plantel bobino. Ambos proyectos recibieron fondos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos.

A diferencia de un campo de maíz, es difícil determinar la salud de las 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, lo que permite el movimiento entre cada una de las cuatro cámaras del estómago en una vaca.

«Aquí es donde entra en juego la IA», dijo. «Necesitamos poder conducir esos robots por el tracto digestivo para tener una idea, en todos los niveles, de lo que sucede allí para comprender 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. En humanos, se esperaría que las píldoras pasen de largo. Pero los animales, como las vacas, obtienen nutrientes de los alimentos de origen vegetal fermentándolos en un estómago compartimentado antes de la digestión. Por lo tanto, los sólidos, en lugar de pasar, se regurgitan y se mastican nuevamente.

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

«Los estómagos de las vacas experimentan constantemente contracciones y mueven cosas a medida que convierten la proteína no digerible en digestible», 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 robóticas».

Voyles es jefe del Laboratorio de Robótica Colaborativa en Purdue, centrando su investigación en nuevos mecanismos robóticos, sensores, software autoadaptativo y controles en tiempo real. Está trabajando con colegas de Penn State y Virginia Tech para desarrollar un sistema de locomoción inspirado en el cienpies para el interior de los animales que sea inherentemente seguro. Él cree que las píldoras, con un mayor desarrollo, podrían emplearse en tratamientos médicos y procesos quirúrgicos.

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En combinación con las píldoras robóticas se encuentra la segunda fase del trabajo: desarrollar una red de sensores corporales para rodeos enteros a la vez, ofreciendo a los productores un monitoreo más cercano de la salud de las vacas en un momento determinado.

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

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

El uso se extiende más allá de la medicina hasta 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.

El uso de la tecnología para mejorar la calidad y la productividad de la agricultura animal va más allá del punto de vista comercial. Existe el potencial de grandes impactos globales en términos de uso de la tierra y el agua.

«También hay un aspecto importante con respecto a la sostenibilidad», dijo Voyles. «Si se puede mejorar la salud y la productividad de los animales, se puede reducir el metano. También se puede optimizar el uso del agua y de la tierra al tiempo que mejora su bienestar».