Sistemi innovativi in zootecnia CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Sistemi innovativi in zootecnia Supporti avanzati per la gestione dell’allevamento (corso SUPAG) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

Lezione sensori monitoraggio bovini (parte terza) CORSO LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE DELLA PRODUZIONE ANIMALE Lezione sensori monitoraggio bovini (parte terza) Massimo Lazzari Dipartimento di Scienze e tecnologie Veterinarie per la Sicurezza Alimentare Università degli Studi di Milano

Perché la Conducibilità Elettrica del Latte? MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA Perché la Conducibilità Elettrica del Latte? “La mastite provoca una serie di alterazioni nella composizione del latte più o meno note che portano un immediato danno economico poiché si ha una riduzione del grasso, caseine, lattosio, calcio e potassio. In corrispondenza della diminuzione di tali fattori si osserva un aumento di immunoglobuline e albumine del siero di sangue nonché della concentrazione di sodio e cloro”

Conducibilità Elettrica INDIVIDUAZIONE MASTITE Realizzazione on-line Automazione della registrazione dei dati Tempestività (individuazione di mastiti subcliniche)

INDIVIDUAZIONE MASTITE Esempio di inserimento dei sensori nel circuito del latte di un AMS

INDIVIDUAZIONE MASTITE Tipologie di sistema Rilievo della CE per singolo quarto (robot di mungitura) Rilievo della CE dei quattro quarti (lattometro)

INDIVIDUAZIONE MASTITE C.E. per Singolo Quarto

INDIVIDUAZIONE MASTITE C.E. dei Quattro Quarti

Verifica dei Risultati INDIVIDUAZIONE MASTITE Verifica dei Risultati Diagnosi Automatica Analisi di laboratorio Definizione dell’Affidabilità del Sistema

Valore Predittivo Positivo Valore Predittivo Negativo INDIVIDUAZIONE MASTITE Veri Positivi Veri Negativi Falsi Positivi Falsi Negativi Sensibilità Specificità Valore Predittivo Positivo Valore Predittivo Negativo

INDIVIDUAZIONE MASTITE Veri Positivi: Bovine malate correttamente individuate dal sistema Veri negativi: Bovine sane non segnalate Falsi Positivi: Bovine sane segnalate dal sistema come mastitiche Falsi negativi: Bovine malate non segnalate dal sistema

Affidabilità del Sistema INDIVIDUAZIONE MASTITE Affidabilità del Sistema Sensibilità: rappresenta la capacità del sistema di segnalare le bovine mastitiche presenti in allevamento. Specificità: rappresenta la capacità del sistema di distinguere tra bovine sane e malate (selettività)

INDIVIDUAZIONE MASTITE Valore Predittivo Positivo: rappresenta l’affidabilità della segnalazione positiva Valore Predittivo Negativo: rappresenta l’affidabilità della segnalazione Negativa

INDIVIDUAZIONE MASTITE La sensibilità riportata in letteratura varia dal 55% all’89%, mentre la specificità è compresa tra il 56% e il 99%. Nella maggior parte dei casi elevati valori di sensibilità sono associati a bassi valori di specificità e viceversa. Nessuno degli studi presenti in letteratura riporta una combinazione di elevata sensibilità e specificità. Inoltre, nessuno degli studi ha riportato valori di sensibilità e specificità in grado di soddisfare le normative ISO/FDIS 20966 del 2007 (80% di sensibilità con il 99% di specificità). Invited review: Sensors to support health management on dairy farms. C. J. Rutten, A. G. J. Velthuis, W. Steeneveld and H. Hogeveen - Journal of Dairy Science Vol. 96 No. 4, 2013

Cosa Fare in Caso di Segnalazione? INDIVIDUAZIONE MASTITE Cosa Fare in Caso di Segnalazione? OSSERVARE nelle mungiture successive l’evoluzione del processo infiammatorio favorendo lo svuotamento del quarto o dei quarti segnalati  VALUTARE l’evoluzione del processo infiammatorio ed eventualmente se non sussiste nessun miglioramento trattare secondo gli schemi indicati dal vostro veterinario

INDIVIDUAZIONE MASTITE Report generata dal software di gestione del robot di mungitura Astronaut della Lely, in cui viene riportata la segnalazione degli allarmi relativi alla conducibilità elettrica del latte. Nel riquadro sono evidenziati gli asterischi riferiti ai quarti che presentano un valore anomalo di conducibilità.

MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA Si basa sulla spettroscopia nel vicino infrarosso

MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA

MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA

L’analisi giornaliera dei parametri del latte permette di: MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA Sensore del sangue nel latte in grado di individuare più dell’80% dei campioni di latte contaminati con 120µmol di emoglobina/litro, il che è paragonabile a quanto possono rilevare i mungitori in una sala tradizionale. L’analisi giornaliera dei parametri del latte permette di: Evidenziare problemi alimentari aspecifici (alimenti scadenti Evidenziare dismetabolie (acidosi e chetosi)

MONITORAGGIO E CONTROLLO STATO SANITARIO MAMMELLA Gestione della genetica: aumenta il valore potenziale del latte dell'allevamento Salute animale: rileva problemi metabolici come la chetosi Alimentazione: La precoce rilevazione delle acidosi ruminali sub-acute (SARA) consente all'allevatore di gestire al meglio la strategia alimentare e la qualità della razione Latte: consente di separare il latte con un elevato livello di proteina durante la mungitura permettendo di consegnare alla latteria un prodotto di maggior valore economico Controllo della mungitura: permette di fermare la mungitura quando viene rilevata la presenza di sangue Sensore del sangue nel latte in grado di individuare più dell’80% dei campioni di latte contaminati con 120µmol di emoglobina/litro, il che è paragonabile a quanto possono rilevare i mungitori in una sala tradizionale Misurazione in continuo: non è richiesto un campionamento o l'aggiunta di additivi al latte Nessuna parte in movimento: riduce i costi di mantenimento e semplifica le operazioni di pulizia

Ci vogliono 3 fiale per ottenere una gravidanza IPOFERTILITA’ Ci vogliono 3 fiale per ottenere una gravidanza Ma oltre a cio’ non riusciamo a identificare i calori che avvengono ogni 21 gg Il Pregnancy Rate arriva a essere anche solo 10%. Fecondiamo al 10 calore!!!!

Lunghezza media gestazione 275 gg IPOFERTILITA’ Lunghezza media gestazione 275 gg

IPOFERTILITA’

Ogni giorno aperto costa da 2 a 5 euro/capo IPOFERTILITA’ Ogni giorno aperto costa da 2 a 5 euro/capo

IPOFERTILITA’ Bovine ad alta genealogia = 10,5 t/lattazione completa ESEMPIO Tasso identificazione calori = HDR = heat detection rate = 50% Successo inseminazione = inseminations per pregnancy = N. inseminazioni /concepimento = 1,8 Tasso di concepimento = conception rate = 1/successo inseminazione = 56% Tasso gravidanza= Pregnancy rate = PR = HEAT DETECTION RATE * CONCEPTION RATE = 28%

IPOFERTILITA’

IPOFERTILITA’

DAYS OPEN The number of days a cow is open (DO) may be the best indicator of current reproductive efficiency. A producer's goal is around 100 to 110 DO. Excessive DO costs range from $2 to $5/cow/day for each day beyond 90 days open. For example, if a cow was open 120 days, she would be open 30 excess days, a loss of $90/cow/year at $3/cow/day. Days open can be influenced by factors such as length of voluntary waiting period, heat detection accuracy, semen quality and breeding technique, nutrition, cow fertility, disease, or weather. If excessive days open cost $2 to $5 dollars per day, a single missed heat could cost $42 to $105 per cow.

CONCEPTION RATE (FERTILITY RISK)

PODOMETRI

Evoluzione tecnologica accelerometri http://www.youtube.com/watch?v=UW_9Dnp0pZE

Evoluzione tecnologica accelerometri A un asse A tre assi

Evoluzione tecnologica accelerometri http://www.youtube.com/watch?v=3n0BZv3cCQg

ATTIVOMETRI SENSORE

L’ANTENNA

IL COMPUTER

IL REPORT ESTRI

IL REPORT PROBLEMI DI SALUTE

DISTANZA MEDIA PARTO CONCEPIMENTO RILEVATA DAI CONTROLLI A. P. A DISTANZA MEDIA PARTO CONCEPIMENTO RILEVATA DAI CONTROLLI A.P.A. PER L’ANNO 2006 E SULLE 45 BOVINE INSEMINATE CON SUCCESSO SEGUITE DURANTE LO STAGE giorni

Attivometro ATTIVOMETRI

INDIVIDUAZIONE MASTITE Gli scostamenti dalla media dell’attività motoria vengono visualizzati graficamente attraverso una curva che si sovrappone al modello di attività caratteristico di ciascun animale: ogni qualvolta lo scostamento tra le due curve è rilevante, viene generato un “allarme attività” e la bovina viene messa in un “elenco attenzioni”.

ATTIVOMETRI INTEGRATI

ATTIVOMETRI INTEGRATI www.cowalert.com

ATTIVOMETRI INTEGRATI con sensori a pressione con sensori acustici Rilievo congiunto dismetabolie

SENSORI PER STIMA RUMINAZIONE

Attivometro integrato ATTIVOMETRI INTEGRATI

RILEVAZIONE ATTIVITA’ RUMINE

Tecnologia ultrawide-band (UWB) RFID tags CowView SMART FARM LOCALIZZATORE Tecnologia ultrawide-band (UWB) RFID tags A monitoring system that continually records the location of each cow with sensors in the barn and CowView labels at the collars. GEA CowView provides analysis using the animal-specific movement profile, normal behavior patterns and also the behavior of animal groups: If lying, eating or daily habits change CowView will generate the correct warnings for your smartphone, tablet or PC. This will enable you to take a closer look (30 cm) at any animal requiring attention. It only takes a simple click for GEA CowView to show you the position in which the animal is located. You will be able to find a specific cow easily and quickly, even if there are 1,000 or 2,000 animals in the cowshed.

MONITORAGGIO E CONTROLLO BENESSERE PESATURA AUTOMATICA

MONITORAGGIO E CONTROLLO DEL PESO ANIMALE

stimare l’ingestione di sostanza secca degli animali; PESATURA AUTOMATICA rilevare precocemente disordini fisiologici che portano a una riduzione dell’appetito e a un calo nell’ingestione di sostanza secca; impostare piani alimentari corretti in funzione del reale fabbisogno energetico delle vacche (asciutta, post-parto, lattazione); stimare l’ingestione di sostanza secca degli animali; suddividere le lattifere in gruppi omogenei di peso, distinguendo tra quelli che devono recuperare la forma o non ingrassare ulteriormente in vista di una specifica fase dell’allevamento (asciutta, parti, ecc.); valutare il bilancio energetico delle bovine e, conseguentemente, individuare il momento più opportuno per le fecondazioni.

IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA PROBLEMI PODALI

IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA PARTO 40% DELLE MANZE E IL 20% DELLE PLURUPARE RICHIEDONO ASSISTENZA AL PARTO

DISTRIBUZIONE NELLE 24 ORE DEI PARTI DI PLURIPARE E PRIMIPARE ALLARME PARTO ORE PARTO DISTRIBUZIONE NELLE 24 ORE DEI PARTI DI PLURIPARE E PRIMIPARE

ALLARME PARTO Dal 280° gg di gestazione sono stati eseguiti: Studio: 12 mesi monitorando 40 primipare e 40 pluripare Holstein Dal 280° gg di gestazione sono stati eseguiti: Visita ostertica Stato di rilassamento dei legamenti del bacino Edema vulvare Esame ecografico Presentazione del feto all’ingresso pelvico

APPLICAZIONE ALLARME PARTO FASCIATURA E CONTENIMENTO CODA LAVAGGIO ZONA PERINEALE CON SOLUZIONE DI IODOPOVIDONE AL 10% TRE PUNTI DI SUTURA NON ASSORBIBILI INFILTRAZIONE CON ANESTETICO APPLICAZIONE SULLA RIMA VULVARE LA TRASMITTENTE è COSTITUITA DA UNA PLACCA IN MATERIALE PLASTICO E DA UNA SPINA DI CONTATTO PROGETTATA PER STACCARSI CON UNA TRAZIONE DI 300 GR

ALLARME PARTO

ALLARME PARTO MEDIA ± DEVIAZIONE STANDARD DELL’INTERVALLO PARTO-CONCEPIMENTO E DEL NUMERO DI INTERVENTI FECONDATIVI PER GESTAZIONE

INCIDENZA DI PATOLOGIE RIPRODUTTIVE NEGLI ANIMALI OGGETTO DELLA PROVA ALLARME PARTO INCIDENZA DI PATOLOGIE RIPRODUTTIVE NEGLI ANIMALI OGGETTO DELLA PROVA

SVANTAGGI ALLARME PARTO COSTI DI ACQUISTO E DI MANTENIMENTO LABORIOSITA’ DELLA MODALITA’ DI APPLICAZIONE RICHIESTA DI PERSONALE QUALIFICATO

ALLARME PARTO VANTAGGI

IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA PARTO INCIDENZA DI PATOLOGIE RIPRODUTTIVE NEGLI ANIMALI OGGETTO DELLA PROVA

MONITORAGGIO E CONTROLLO TRANSITI RESPONDER ATTIVI ANTENNA

AUTOMATIC MILKING SYSTEM

AUTOMATIC MILKING SYSTEM

AUTOMATIC DIPPING AND BUCKFLUSHING SYSTEM

TENDENZE ATTUALI Evoluzione incrementale delle tecnologie attuali Applicazione di Nuove Tecnologie Sensoristiche (Spettrometria, Infrarosso, Citofluorimetria…) Introduzione sensori posizionamento (GPS) per monitoraggio territoriale Tecnologie di rete e relativi software innovativi per controlli remoti

Monitoraggio DIGESTIONE: boli sensibilizzati PROSPETTIVE FUTURE Monitoraggio DIGESTIONE: boli sensibilizzati

PROSPETTIVE FUTURE

TENDENZE ATTUALI BOLI SENSIBILIZZATI

TENDENZE ATTUALI

HERD NAVIGATOR

HERD NAVIGATOR

PROSPETTIVE FUTURE

MEDIUM SPECTROMETRY

PROSPETTIVE FUTURE

PROSPETTIVE FUTURE

PROSPETTIVE FUTURE

resa alla macellazione PROSPETTIVE FUTURE Area del longissimus dorsi e grasso di copertura (selezione e alimentazione differenziata) resa alla macellazione

MONITORAGGIO TERRITORIALE GPS+GSM

AUTOMAZIONE PASCOLO Permette di visualizzare le posizioni del dispositivo e, quindi, i percorsi e/o gli sconfinamenti del gregge dall’area di pascolo, scegliendo come servizi di cartografia la propria oppure di appoggiarsi ad latri sistemi quali Virtual Earth e Google Maps ALLARME SMS

GPS 2009 – MONITORAGGIO GREGGI CAPRE PER AUTOMAZIONE RECUPERO AL PASCOLO 2009 – MONITORAGGIO VACCHE ANTIABIGEATO 2010 – MONITORAGGIO GREGGI PECORE PER GESTIONE IMPRENDITORIALE E SICUREZZA VETERINARIA 2010 – CONTROLLO AUTOMATICO DISTRIBUZIONI LIQUAMI 2011 – CONTROLLO ARNIE PER SICUREZZA VETERIANRIA E ANTIABIGEATO