Melkeroboten kan si ifra når kua ikke har det bra

Melkeroboten kom til Norge for ca. 20 år siden. I dag produseres nesten halvparten av den norske melka ved hjelp av slike automatiske melkesystemer (AMS). Ved NMBU har forskere nylig ferdigstilt et stort internasjonalt forskningsprosjekt om hvordan data fra disse robotene kan bidra til bedre dyrevelferd og bedre dyrehelse.

- I dette prosjektet har forskere innen samfunnsvitenskap, husdyr- og veterinærvitenskap, matematikk, fysikk og kjemi jobbet sammen for å forbedre storfehelse, velferd og produktivitet på norske AMS-gårder, sier Olav Reksen.

Datafangst hjelper bøndene

Reksen er professor og instituttleder ved Institutt for produksjonsdyrmedisin ved NMBU Veterinærhøgskolen og har ledet forskningsprosjektet.

- Melkeroboten er i realiteten en svær datamaskin som i tillegg til å melke kua, henter inn mye informasjon om henne. Denne informasjonen og andre data fra sensorer i fjøset, åpner for nye muligheter til å overvåke helse og velferd hos kyrne, forklarer han.

Arbeidene består av flere studier av hva slags praktisk nytte melkebøndene kan ha av disse dataene og hvordan utviklingen påvirker bøndenes hverdag.

- Siden gårdene har blitt større og kyrne produserer mer melk enn for bare få år siden, trenger bøndene nye hjelpemidler som kan fortelle dem hvor de bør sette inn innsatsen for å optimalisere stell og røkt av dyrene. Og der kan sensorer, dataprogrammer og datafangst være med og hjelpe. Med slike data kan vi også gjøre avlsarbeidet i Norge enda bedre, sier Reksen.

Overvåking av celletall i melka

Jurbetennelse hos kyr er et av de områdene hvor det fortsatt brukes antibiotika på dyr i Norge. Derfor er dette et område som har fått fokus i prosjektet, og som har ført til flere doktorgradsavhandlinger om tematikken.

Forskerne har blant annet undersøkt hvordan vi kan bruke data fra roboter og sensorer for å avle for kyr med genetisk forbedret jurhelse, og hvordan bruk av slike data kan bedre overvåkning og oppfølging av jurhelsa i en besetning. De har også kartlagt hvordan selve roboten påvirker jurhelsa under melking.

Teamet har brukt en celletallsmåler som måler celletallet i melka fra hver ku ved hver melking. Celletallet i melk kan ses som et mål på betennelsesaktivitet i juret, og celletallet stiger ved en infeksjon. Men her er det store variasjoner og vanskelig å skille mellom friske og sjuke jur. Derfor har doktorgradsstudentene brukt en danskutviklet algoritme for å optimalisere tolkningen av tallene man får fra sensorene. Ved hjelp av den kan de oppdage jurbetennelse før den blir synlig, helt i begynnelsen av sykdomsforløpet.

- Ved å identifisere disse dyrene, kan bonden iverksette tiltak og begrense smitten som ellers ville gått fra ku til ku. Og i tillegg kan informasjon fra celletallsmålerne benyttes for å selektere for friskere kyr, forklarer Reksen.

Nyutviklet algoritme

Reksen og medarbeiderne har så tatt matematikken et steg videre og laget en modell som beregner hvor store problemer bonden vil få med denne sykdommen hvis det ikke settes i gang tiltak ved et utbrudd, eller hvor mye bedre dyrehelsa og velferden vil bli hvis bonden iverksetter effektive tiltak for å bedre jurhelsa.

- Det store skiftet er at i stedet for å se på at det går dårlig og så gå inn og fikse det, kan vi nå unngå at det det går dårlig, sier Gunnar Dalen som har skrevet em doktorgradsavhandling ved Veterinærhøgskolen, om overvåkning og oppfølging av jurhelse.

- Denne algoritmen, eller dataprogrammet, gjør at vi både kan finne enkeltdyr med jurbetennelse og kan anslå hvor stor andel av en besetning som vil få en infeksjon, for eksempel 100 dager fram i tid, forteller han.

Vakuum-målinger under melking

- Vi har også brukt AMS-data for å utvikle metoder for overvåking av melkeprosessen. Det handler om hvorvidt melkeanlegget kan være en del av et jurbetennelsesproblem, sier Håvard Nørstebø.

Nørstebø har skrevet en doktorgradsavhandling ved Veterinærhøgskolen som dreier seg om å måle vakuum ved spenespissen under melking. Vakuumnivået ved spenespissen er et mål for hvilke fysiske krefter spenen blir utsatt for under melkinga. Nørstebø har beregnet sammenhengen mellom det vakuumnivået vi kan måle nært spenespissen under melking, og data fra melkeroboten om kuas melkestrøm.

- Når vi tar utgangspunkt i sammenhengen mellom melkestrømmen og vakuumnivået, kan vi gjøre en vurdering av hvilke krefter roboten utsetter hele besetningen for. Med kontinuerlig informasjon om melkestrømmen fra alle kyrne ved hver melking, kan man regne seg bakover til det vakuumnivået spenen ble utsatt for, for å få et bedre bilde av hvordan vakuumsinnstillingene vil slå ut for hele besetningen. Det gjør at vi kan få en fullstendig vurdering av hele besetningen på kort tid, og da vil man kunne sørge for bedre rådgivning overfor bøndene, forklarer han.

Mye energi i melk

Forskerne har også brukt infrarød stråling for få innsikt i kuas energibalanse.

- Vi har brukt infrarød stråling for å estimere kjemisk sammensetning i melka ved å måle molekylvibrasjoner. Hver melkeprøvemåling utgjør et spekter som består av rundt 1000 forskjellige variabler. Informasjonen i disse variablene sier en del om kuas energistatus. På denne måten kan vi justere fôringa i forhold til behovet og unngå at dyra blir overbelastet. Vi har som målsetning å utvikle dette til et instrument som kan gi oss denne informasjonen fra hver ku, ved hver melking i roboten, sier Olav Reksen.

Nyttig for avlsarbeid

Karoline Bakke Wethal har i sitt doktorgradsarbeid ved Institutt for husdyr og akvakultur, jobbet med å kartlegge hvilken nytte data fra AMS kan ha i avlsarbeidet på Norsk Rødt Fe (NRF).

- Ved å benytte data fra sensorer i AMS, får man objektive registreringer fra hver melking og mye informasjon ettersom hver ku melkes mer enn to ganger daglig. Vi kan beregne mer presise avlsverdier for flere egenskaper som er viktige for avlsarbeidet på den norske melkekua, og vi har undersøkt en rekke egenskaper relatert til utmelking, lynne og jurhelse. Flere av egenskapene har høyere arvbarheter enn dagens mål, og det vil være til stor nytte for den norske bonden om disse dataene ble tilgjengelige slik at de kan benyttes i avlsarbeidet, forteller hun.

Bondevelferd er dyrevelferd

Melkeroboten har endret hvordan bonden bruker arbeidstimene, men siden omleggingen til AMS ofte er kombinert med økt produksjon, reduserer ikke melkeroboten den totale arbeidsmengden.

- Roboten gir imidlertid bøndene mer fleksibilitet til å styre arbeidsdagen selv, slik at de får en hverdag som kan sammenlignes med andre yrker, og mulighet til å styre fritiden mer selv, sier Egil Petter Stræte. Sammen med Renate Marie Butli Hårstad, begge fra forskningssentret Ruralis, og Bjørn Gunnar Hansen fra Tine, har han gjort undersøkelser blant melkebønder både med og uten robot.

- I denne delen av prosjektet har vi også evaluert en velferdsindeks og sammenlignet bøndenes velvære og ku-velferd i en rekke besetninger. Undersøkelsen viser at det er en tydelig sammenheng mellom bønders velferd og dyrevelferd. Høy jobbtilfredsstillelse og driftsutbygging kan knyttes til bedre dyrevelferd, sier Bjørn Gunnar Hansen.

Trenger fortsatt bondens omsorg

Til tross for spennende resultater fra studiene, er forskerne opptatt av at data fra robotene alene ikke er nok for å oppnå god dyrevelferd.

- Matematikk og logikk er gode hjelpemiddel, men det er ikke empati og omsorg i sensorene. Bondens omtanke for dyrene må være der. Så lenge vi har med levende dyr å gjøre, trenger vi omsorg og noen som kan fange opp når dataen tar feil og sikre at dyrene som trenger det, får hjelp, sier Gunnar Dalen.

Håvard Nørstebø mener at bøndene også fortsatt vil ha bruk for rådgivere, og at kunnskapen fra studiene kan gi mer effektiv rådgivning, tilpasset melkeroboter.

- Jeg tror fortsatt at det vil ha verdi for gårdbrukerne å kunne diskutere ansikt til ansikt med en fagperson. Og vi prøver nå å få kunnskapen fra disse studiene ut til rådgiverne som så kan bruke det til det beste for gårdbrukerne, sier han.

Hør en podcast fra TINE der Olav Reksen, Gunnar Dalen og Håvard Nørstebø forteller mer om prosjektet.