همان طور که در مقالات دیگر نیز مورد اشاره قرار گرفت، امروزه معضل افزایش روزافزون جمعیت جهان و تأمین مواد خوراکی لازم برای این جمعیت فشاری مضاعف بر بخش های تولیدکننده خوراک جمعیت کره زمین و از جمله صنعت دام و طیور وارد کرده است. در کنار تدابیری مانند بهبود ژنتیکی، بهبود وضعیت سلامت و واکسیناسیون گله ها و بهبود تغذیه و... که همگی می تواند منجر به حفظ و بهبود عملکرد در هر واحد دامی یا طیوری نسبت به قبل شوند، استفاده از فن آوری های روز و اتوماسیون در بخش های مختلف صنعت دام و طیور نیز به تحقق این مهم کمک شایان توجهی می کند.

بنا بر تعریف، اتوماسیون شامل تکنیک اتوماتیک ساخت یک دستگاه یا یک سیستم یا ایجاد یک فرایند خودکار می شود.

این موضوع در مورد استفاده از سیستم های اتوماسیونی یا پیشرفته و رباتیک یا شامل هوش مصنوعی در صنعت دام و طیور نیز صادق است.

تصویر شماره 1- امروزه سیستم های اتوماسیون و ابزار اتوماتیک مثل ربات ها و رصد دام و طیور از راه دور در حال گسترش است

علاوه بر مزایایی که طبق تعریف در استفاده از اتوماسیون و فن آوری های نوین برای صنعت دام و طیور می توان تصور نمود، باید به این نکته نیز توجه داشت که استفاده از این دست راهکارها باعث کاهش نیاز به نیروی انسانی و کاهش هزینه نیروی انسانی می شود. شاید به نظر برسد که کاهش نیاز به نیروی انسانی در این صنعت خود می تواند یک چالش باشد،

. به این موارد باید این موضوع را هم افزود که نیروی کار متخصص، ماهر و باتجربه نیز در صنعت دام و طیور یک گنجینه گران بها است که جایگزینی و افزودن به تعداد آن زمان بر و هزینه بر است و می تواند در روند روزانه کار یک واحد دام و طیور کندی و اختلال ایجاد کند. پس افزایش راندمان کار و ضریب ایمنی نیروی کار در کنار کاهش احتمال خطای انسانی هم به نفع واحدهای تولیدی دام و طیور است و هم به نفع نیروی کار این واحدها است.

در ادامه به طور اختصاصی تر به چالش هایی که در صنعت دام و طیور نیاز به فن آوری نوین و اتوماسیون را افزایش می دهد در کنار فن آوری های نوینی که امروزه بیشتر در صنعت دام و طیور موردتوجه هستند و اجزای اساسی سیستم دامپروری هوشمند یا اتوماسیون در واحدهای دام و طیور پرداخته خواهد شد.

تصویر شماره 2- افزایش ایمنی نیروی کار، کاهش خطای انسانی و کاهش نیاز به نیروی انسانی از مزایای سیستم های مدرن است

چالش های صنعت دام و طیور که باعث افزایش نیاز به اتوماسیون و فن آوری های نوین شده اند:

امروزه با توجه به نیازها و چالش هایی که به برخی از آنها در بالا اشاره شد، استفاده از اتوماسیون و فن آوری های نوین حتی دیگر یک پیشنهاد نیست و به یک ضرورت تغییر وضعیت داده است. مواردی مانند سختی کار و چالش های ایمنی برای نیروی کار، کمبود نیروی کار واقعاً ماهر و باتجربه در بازار کار حتی در کشورهای پیشرفته مانند ایالات متحده آمریکا ذکر شده اند اما مواردی که در ادامه می آیند نیز جزو این چالش ها هستند.

1- نگرانی های رفاه و شرایط مناسب زیست برای دام و طیور: به ویژه وقتی این موضوع خود را نشان می دهد که بر چالش های نظارت و نگهداری گله های بزرگ یا بسیار بزرگ دام و طیور تمرکز شود. امروزه در تحقیقات مختلف و از جنبه های مختلف تأیید شده که ایجاد شرایط رفاهی و آسایش دام و طیور به بهترین شکل ممکن تنها به رعایت حقوق حیوانات مربوط نمی شود و بر عملکرد و عمر مفید اقتصادی گله های تولیدی نیز تأثیر محسوسی دارد. با توجه به اینکه امروزه تلاش بر این است که با ایجاد گله های بزرگ تولیدی دام و طیور (پرواری، شیری، تخم گذار) با حداکثر راندمان تولیدی به ازای تراکم استاندارد و هر رأس یا هر قطعه بتوان حداکثر تولید را با حداقل منابع به دست آورد، باید نظارت کافی بر این گله های پرتعداد و متراکم ایجاد شود تا هم عملکرد حفظ شود و هم حیوانات دچار تنش و آسیب نشوند. مشخص است که این مهم تنها از طریق نیروی کار شاغل در درون فارم قابل وصول نیست و نیازمند سیستم های مدرن و پیشرفته است.

2- کنترل بیماری ها: شیوع بیماری ها می تواند تأثیر بسیار مخربی بر عملکرد اقتصادی واحدهای دام و طیور داشته باشد. تشخیص زودهنگام بیماری ها برای جلوگیری از گسترش آنها در گله و به حداقل رساندن تأثیر آنها بسیار مهم است. به ویژه امروزه که تراکم واحدهای تولیدی افزایش بافته و بیماری های مخربی وجود دارند که به سرعت می توانند در گله های با تراکم بالا گسترش یافته و حتی بخش بزرگی یا بخش اعظم گله را از بین ببرند، حیاتی است که از طریق فن آوری های مدرن از بروز این بیماری ها پیشگیری شود، در اسرع زمان متوجه وجود آن در گله شد و با بهترین نتیجه ممکن جلوی گسترش و افزایش ضرر را گرفت.

3- هزینه تولید: اصولاً موفقیت اقتصادی گله به زبان ساده ناشی از رسیدن به حداکثر درآمد در مقابل حداقل هزینه یا همان افزایش سوددهی است. هزینه پرورش، نگهداری و تولید در یک واحد دام و طیور می تواند بالا باشد که عمده هزینه ها را خوراک، نیروی کار و خرید و نگهداری و استفاده از تجهیزات در برمی گیرد. مشخص است که می توان با استفاده از راهکارهای فن آورانه مدرن در همة این بخش ها نسبت درآمد به هزینه را به طور مؤثری کاهش داد.

4- چالش های زیست محیطی: گرچه در کشور ایران مانند کشورهای پیشرفته غربی به تأثیر قابل توجه صنعت دام و طیور بر محیط زیست و مواردی مانند منابع آبی، تولید و انتشار گازهای گلخانه ای و... توجه نمی شود، اما اگر امروز هم تبدیل به یک الزام نشده باشد، با توجه به افزایش روزافزون این چالش ها در پی افزایش تولید برای تأمین نیازهای خوراکی و امنیت غذایی در سراسر جهان، به نظر می رسد که توجه به این مسائل در سراسر جهان و از جمله ایران در آینده ای بسیار نزدیک قابل چشم پوشی نباشد. با توجه به چنین چالش هایی، انتظار می رود که پرورش دهندگان دام و طیور باید تلاش کنند تا از سرمایه گذاری مناسب در زمان و منابع اطمینان حاصل کنند و راه حل های دقیق تر و آسان تری بر پایه فن آوری های نوین برای نگهداری و پرورش دام و طیور، مدیریت کسب و کار خود و نظارت بر سلامت، رفاه و تأثیرات زیست محیطی گله خود در اختیار گیرند. در واقع با توجه به مواردی که تا اینجا گفته شده، برای رسیدن به موفقیت اقتصادی در گله های دام و طیور در حال حاضر و آینده، استفاده از فن آوری های دیجیتال و اتوماسیون بسیار مهم است که شرح مختصری از مهم ترین انواع آن در ادامه خواهد آمد.

انواع سیستم های پیشرفته قابل استفاده در صنعت دام و طیور: اتوماسیون و فن آوری های پیشرفته در صنعت دام و طیور می تواند در مراحل مختلف پرورش، تغذیه، تأسیسات و ساختمان ها، مدیریت بهداشتی محیط و دام ها و مدیریت تولیدمثلی، جمع آوری محصولات (شیردوشی یا جمع آوری تخم مرغ)، کشتار و فراوری محصولات و... به کار رود. می توان با توجه به سرمایه و فن آوری های در دسترس و اولویت های موردنیاز هر واحد دام و طیور، یک یا چند مورد از موارد زیر را بکار گرفت.

1- آنالیز ژنتیکی و بهبود ژنتیکی گله بر اساس آن: ابتدا باید گله از نظر ژنتیکی برای مواردی مانند شناسایی صفات مطلوب و انتخاب حیوانات برای تولیدمثل با توجه به این صفات در هر نژاد، مورد بررسی قرار گیرد و سپس برنامه اصلاح ژنتیکی برای گله تهیه و اجرا شود. این فن آوری به پرورش دهندگان کمک می کند که نسل های بعدی گله خود را پله به پله از نظر میزان و راندمان (بهره وری) تولید و در نتیجه سوددهی بهتر کنند. به عنوان مثال، پرورش دام یا طیور با وزن بالغ (وزن نهایی) بالاتر یا گله هایی که در برابر برخی چالش های سلامتی و بهداشتی مقاوم تر هستند بسیار مؤثر است.

2- کنترل و نظارت هر چه دقیق تر بر گله: سیستم های نظارتی مدرن که حسگرهای حرکتی یا داده های جغرافیایی (سیستم اطلاعات جغرافیایی/GIS) برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های مکانی و جغرافیایی را با سامانه های اینترنت اشیا (Internet of Things/IoT) ادغام نموده و از آنها برای تجزیه و تحلیل و نظارت بر رفتار دام و طیور، الگوهای تغذیه ای، سلامت و تولیدمثل آنها استفاده می کنند، این امکان را به پرورش دهندگان می دهند که با دقت مناسبی در مورد مدیریت تغذیه ای گله با توجه به میزان خوراک مصرفی و وزن مناسب دام در هر زمان تصمیم گیری کنند. همچنین، با استفاده از این امکانات می توانند نسبت به تشخیص بیماری ها و مسائل آزاردهنده دام ها و طیور بر اساس دمای بدن آنها و الگوی رفتاری - حرکتی آنها در فضای نگهداری آنها و البته برخی موارد مهم در مدیریت تولیدمثلی تصمیم گیری کنند.

3- فن آوری های تولیدمثلی: این گروه از فن آوری های مدرن شامل مواردی مانند تلقیح مصنوعی، انتقال جنین، تکنیک های تلقیح آزمایشگاهی و... می شود که برای بهبود و اصلاح نژاد در دام و طیور کاربرد دارند. این فن آوری ها در کنار فن آوری های ژنتیکی و به عنوان مکمل آنها، کمک می کنند تا دارندگان گله های دام و طیور اصلاح نژاد هرچه موفق تری در گله خود انجام داده و نسل های بعدی گله خود را با حداکثر کیفیت و کمیت تولید و راندمان تولید بوجود آورند.

4- سیستم های تغذیه خودکار (اتوماتیک): این سیستم ها از مجموعه ای از سنسورها (حسگرها) و وسایلی مانند نازل های برقی آب و خوراک و سایر کنترل کننده های تحت کنترل از طریق اینترنت اشیا استفاده می کنند تا مقدار و زمان خوراک دهی و دسترسی به آب را به دقیق ترین شکل ممکن به شکل انفرادی یا به شکل گروهی (برای گروها و دسته های سنی یا تولیدی مشخص شده در گله) تنظیم کنند. این تدابیر می تواند به بهبود رشد و تولید و کاهش ضایعات آب و خوراک کمک شایان توجهی کنند که منجر به پرورش کارآمدتر (دارای سوددهی حداکثری) و رسیدن گله به حداکثر پتانسیل ژنتیکی خود شوند.

5- سیستم های جمع آوری پیشرفته یا رباتیک محصولات (شیردوشی و جمع آوری تخم مرغ و...): این سیستم ها از فن آوری های مدرن و رباتیک برای جمع آوری محصول استفاده می کنند که مثال بارز آن سیستم های شیردوشی رباتیک است که در کنار کاهش هزینه و فشار بر نیروی کار و افزایش راندمان شیردوشی، احتمال خطا و آسیب را حین این فرایند به اپراتور شیردوشی و خود دام شیرده به حداقل می رسانند. مثال بارز دیگر، سیستم اتوماتیک و رباتیک جمع آوری تخم مرغ در واحدهای مرغ تخم گذار است که باعث کاهش هزینه های نیروی کار و افزایش کارایی شده است.

6- سیستم های کنترل شرایط آب و هوایی در فارم های پرورش دام و طیور: در این سیستم ها از مجموعه حسگرها (سنسورها) و سیستم اتوماسیون برای تنظیم دما، رطوبت، تهویه و چرخش هوا در محیط نگهداری حیوانات استفاده می شود تا آسایش و رفاه کافی را از لحاظ آب و هوایی برای آنها فراهم کند. فراهم نمودن این مهم باعث کاهش اثرات ناشی از تنش دمایی و اقلیمی بر دام و طیور و در نتیجه جلوگیری از کاهش تولید و راندمان ناشی از آن یا حتی بهبود تولید و راندمان آن می شود.

7- سیستم های نظافتی و جمع آوری فضولات خودکار یا رباتیک: این سیستم ها امروزه انواع مختلفی دارند که به عنوان مثال از دستگاه های جمع آوری و رُفتن خودکار فضولات از کف فارم ها با سیستم های آب پاشی با فشار بالا (water jet) برای نظافت محیط زندگی دام و طیور استفاده می کنند. این سیستم ها با کاهش هزینه نیروی کار و بهبود بهداشت فواید خود را نشان می دهند و با تعریف زمان های نظافت در کنترل کننده های سیستم از طریق تجهیزاتی مانند نازل ها یا آب پاش های برقی، آب و مایعات ضدعفونی کننده و نظافتی را برای نظافت منظم و مناسب محیط به کار می برند.

8- سیستم های کشتار و فراوری لاشه اتوماتیک و رباتیک: گرچه در بیشتر موارد سیستم های فراوری و قطعه بندی لاشه هنوز به طور کامل از نیروی انسانی مستقل نشده اند، اما سیستم های کشتار تمام رباتیک و یا تمام اتوماتیک (به خصوص برای کشتار طیور) کاملاً رایج هستند که باعث بهبود کارایی، کاهش هزینه و افزایش ایمنی نیروی انسانی و سایر مزایا می شوند. در مورد خطوط فراوری و بسته بندی محصولات فراوری شدة دام و طیور (گوشت و محصولات پروتئینی دامی و طیوری) نیز روز به روز سیستم ها به سمت تولید بدون دخالت دست انسان و در نتیجه افزایش راندمان و سرعت تولید و بهداشت محصولات می رود.

9- سیستم های واکسیناسیون دام و طیور و دسته بندی تخم نطفه دار به شکل خودکار: در این سیستم ها تلاش بر این است که از حسگرها و سیستم های روباتیک برای تزریق واکسن به دام و طیور با حداقل خطا و حداکثر سرعت ممکن استفاده شود. شناسایی تخم نطفه دار جهت تولید جوجه یکروزه نیز جزو سیستم هایی است که امروزه به سمت کاملاً اتوماتیک شدن پیش می رود تا به سرعت و دقت بسیار بالایی دست یابد. در این راه از فن آوری هایی مانند تصویربرداری مادون قرمز و هوش مصنوعی استفاده می شود. هوش مصنوعی این سیستم ها از الگوریتم های مناسب و مجموعه داده های تصویری مناسب که توان تشخیص تخم بارور را از تخم نابارور به هوش مصنوعی دستگاه منتقل می کند (می آموزد) بهره می گیرد.

10- تجزیه و تحلیل داده ها و استفاده از آن در اتخاذ بهترین تصمیم های مدیریتی برای گله: همان طور که اشاره شد، جمع آوری داده ها که در سیستم های پیشرفته به سهولت و با دقت نسبتاً بالایی صورت می گیرد، می تواند در موارد مختلف جهت اتخاذ راهکارها و استراتژی های مدیریتی در گله ها بکار روند. این در حالی است که در سیستم های غیرپیشرفته و قدیمی ممکن است به کل جمع آوری رکوردها فراموش شود و یا با دقت نامناسب انجام شود که علاوه بر از بین بردن فواید داده های جمع شده برای تجزیه و تحلیل شرایط گله، حتی باعث گمراهی و تصمیمات اشتباه شوند.

. امروزه این مفاهیم تحت عنوان تولید هوشمند یا تحت نام هایی مانند صنعت 4.0 یا انقلاب صنعتی چهارم (Industry 4.0) شناخته می شوند که تحول دیجیتالی در زمینه تصمیم گیری در لحظه بر اساس تجزیه و تحلیل سریع داده های همان زمان و افزایش انعطاف پذیری و چابکی سیستم با توجه به شرایط هر زمان و بهره وری به شکل حداکثری را شامل می شود.

اجزای یک سیستم خودکار در یک واحد دام و طیور هوشمند: اجزای یک سیستم خودکار می توانند بسته به نیازها و اهداف خاص که در مجموعه وجود دارند، تغییر کند؛ اما تقریباً می توان گفت که هر سیستم خودکار و هوشمند در صنعت دام و طیور حداقل دارای چهار جزء اساسی و ساختاری غیر قابل حذف است که در ادامه مختصری در مورد آنها شرح داده خواهد شد.

1- ساختار فیزیکی (سخت افزار): تجهیزات سخت افزاری یا فیزیکی مانند دریچه های موتوردار، ربات ها، تسمه نقاله های تحت کنترل سیستم دیجیتالی، دروازه های اتوماتیک، دوربین های نظارتی جهت تصویربرداری برای پردازش و حتی در برخی موارد پهپادها (فضای باز یا بسته با سقف بلند و وسعت بسیار زیاد) جزو پرکاربردترین تجهیزات سخت افزاری در صنعت دام و طیور هستند که باید فرایندهایی مانند مکان یابی، نصب، یکپارچه سازی با هم در سیستم، کالیبراسیون (ایجاد عملکرد استاندارد در مواردی مانند توزین یا سایر عملکردهای مشابه)، آزمایش صحت و دقت عملکرد و بازدیدهای دوره ای و نگهداری و... در مورد آنها انجام گیرد.

2- نرم افزار و موارد لازم برای راه اندازی هوش مصنوعی: در واقع نرم افزار به نوعی روح سخت افزارهای مدرن و دیجیتالی هستند که بدون نصب آنها بر روی سخت افزار، سخت افزار کاربرد هوشمند پیدا نمی کند. ساختارهای نرم افزاری مثل سیستم های عامل، سیستم های ذخیره سازی و انتقال داده اصطلاحاً ابری، الگوریتم ها و ساختار یادگیری یا Machine learning (ML) برای سیستم های دارای هوش مصنوعی (artificial intelligence/AI) و توسعه آنها برای نظارت از راه دور به روش هایی مانند ارسال پیامک و ایمیل هشدار و کنترل از راه دور، جزو موارد اساسی و الزامی در این بخش است.

3- سیستم ها یا حسگرهای جاگذاری شده در بدن دام یا وسایل یا محل های موردنظر: این ابزار مواردی مانند سامانه های RFID یا تگ های جی پی اس (GPS) یا تگ ها و دستگاه های تگ خوان با ارتباط از طریق امواج رادیویی، میکروکنترلرها (میکرو کنترل کننده ها) و حسگرها را شامل می شود که با مکمل های آنها مانند پروتکل های ارتباطی و سیستم های عامل PCL (Printer Command Language) یا دارای توان دستور چاپ دیتا به پرینترها یا چاپگرها یا سایر راه های خروجی گیری از سیستم راه اندازی می شوند.

4- سیستم های کنترلی: آخرین پایه اساسی و الزامی در هر سیستم خودکار و یا هوشمند مورداستفاده در صنایع دام و طیور را سیستم های بسته یا باز کنترل شامل می شود که در زیرمجموعه خود با اجزای دیگری مانند موارد بالا در تعامل و دادوستد اطلاعات هستند و به این شکل آنها را کنترل می کنند. یک سیستم کنترلی برای این برنامه ریزی می شود که اجزای تشکیل دهنده سیستم که در بالا عنوان شدند را به طور هماهنگ جهت حل مشکل و انجام فرایندهای لازمه در فارم دام و طیور به کار بیندازد و به شکل منسجم و منظم در حال انجام وظایف خود نگه دارد.

تصویر شماره3- ابزار هوش مصنوعی، تگ ها و حسگرها و سیستم های مختصات جغرافیایی مانند GIS و GPS جزو ابزار مدرن صنعت دام و طیور هستند.

به نظر می رسد که دسترسی به ارائه دهندگان سیستم های پیشرفته اتوماسیون و هدایت هوشمند فرایند دامپروری و پرورش طیور و سایر صنایع و بخش های مرتبط، از طریق وب سایت های مرجع که معرفی کننده جامع کالاها و خدمات در حوزه دام، طیور، آبزیان و سایر حیوانات در خدمت و یا هم زیست با انسان هستند، بسیار آسان تر از قبل شده است و می توان از طریق این وب سایت ها یا اپلیکیشن ها به راحتی به کسب اطلاعات و مشاوره های لازم، مقایسه و بررسی گزینه ها و انتخاب بهترین گزینه با توجه به نیازها و شرایط خود برای استقرار سیستم اتوماسیون و سایر سیستم های پیشرفته در واحد دام یا طیور خود اقدام نمود.