- Trang Chủ
- Nông nghiệp
- Chăn nuôi 4.0: Ứng dụng công nghệ thông tin và công nghệ số trong quản lý chăn nuôi, quản lý dịch bệnh và an toàn sinh học
Xem mẫu
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
CHĂN NUÔI 4.0: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ CÔNG NGHỆ SỐ
TRONG QUẢN LÝ CHĂN NUÔI, QUẢN LÝ DỊCH BỆNH VÀ AN TOÀN SINH HỌC
Đặng Ngọc Hoàng1*
Tóm tắt
Chăn nuôi 4.0 hay còn gọi là chăn nuôi thông minh là ứng dụng công nghệ số vào trong quản lý chăn nuôi, dịch
bệnh và an toàn sinh học giúp cải thiện năng suất, giảm giá thành và gia tăng lợi nhuận. Đây là một qui trình sử
dụng các thiết bị cảm ứng để thu thập và phân tích dữ liệu bằng các các thuật toán từ đó đưa ra các mô hình dự
đoán giúp các nhà quản lý chăn nuôi ra các quyết định chính xác và kịp thời. Thông qua việc thu thập số liệu về
thời gian và tần xuất nhai lại của bò sữa bằng thẻ đeo điện tử, hệ thống đã giúp các bác sỹ thú y sẽ biết được chính
xác thời gian lên giống của bò cái để phối giống, phân tích dữ liệu nhai lại cũng giúp phát hiện bệnh từ rất sớm để
công tác điều trị được hiệu quả cao nhất. Công nghệ số cũng được ứng dụng vào trong quản lý an toàn sinh học
thông qua việc do lường và phân tích sự dịch chuyển của công nhân trong trang trại heo để giảm thiểu rủi ro truyền
bệnh do việc dịch chuyển không an toàn của công nhân trong trang trại heo. Tuy nhiên, để công nghệ số phát huy
hiệu quả trong chăn nuôi, thì công nghệ này phải thân thiện với người dùng, thu thập và cho kết quả chính xác,
liên tục theo thời gian thực.
Từ khóa: Chăn nuôi 4.0, chăn nuôi thông minh, công nghệ số trong chăn nuôi.
FARMING 4.0: THE APPLICATION OF INFORMATION AND DIGITAL TECHNOLOGIES
IN ANIMAL PRODUCTION, DISEASE DETECTION AND BIOSECURITY
MANAGEMENT
Abstract
Farming 4.0 or smart farming is a business process that integrated the digital technologies into animal production,
disease detection and biosecurity management to improve farm productivity, reduce production cost and increase
profitability. This is the process of applying the sensitivity devices to collect and using algorithm to process the
data to develop the standard pattern which helping the farm managers to make the correct and fast decisions. In
fact, the application of electrical tag to monitor the cow rumination and uses the collected rumination information
to calculate and establish the dairy cow’s individual rumination index, this index can be used to predict exactly the
time of estrus, allow the dairy farmers to improve the efficiency of heat detection, optimize conception rates, while
reducing skilled labor requirements and saving time. The rumination data collection also helps the veterinarian
to detect the infection at the early stage of the disease that help prompt treatment of sick cow to minimize the
detrimental effects. Digital technology is also being used effectively in biosecurity management by monitoring
the movement of farm workers in the swine farm, the collected and processed data can help the farm managers
to detect the wrong movement of farm staffs that may increasing the risk of disease spreading within the farm,
then help to predict the problem, to develop an appropriate farm management procedures. However, the digital
technology is only benefit to the farmers if it is easy to use, the collecting and reporting data must be correct and
continuous in the real time.
Keywords: Farming 4.0, smart farming, digital techinlogy in animal production.
1. XU HƯỚNG CỦA THỊ TRƯỜNG
Ngày nay, các nhà chăn nuôi hay các cạnh tranh khi thị trường đầu ra của các sản
chủ trang trại cần phải làm gì để duy trì sự phẩm có nguồn gốc từ chăn nuôi đang trong
1
Công ty MSD Việt Nam;
*
Tác giả liên hệ: Đặng Ngọc Hoàng; Email: ngoc.hoang.dang@merck.com
29
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
giai đoạn biến động do ảnh hưởng của chiến toán đám mây (Cloud computing), dữ liệu
tranh kinh tế, do dịch COVID-19 trên người, lớn (Big data), internet vạn vật (Internet of
giá nguyên liệu tăng cao, giá bán đầu ra của things) và công nghệ blockchain là những
sản phẩm chăn nuôi không ổn định. Đặc biệt, công nghệ mới và cũng là xu hướng tạo ra
thị trường chăn nuôi còn bị tác động trực tiếp làn sóng công nghiệp 4.0 gần đây. Thực tế
từ các loại dịch bệnh có tính lây lan lớn không các công nghệ mới này đã được ứng dụng
chỉ ở quy mô một quốc gia mà chúng có thể thành công không chỉ ở những ngành mang
lây lan ở cấp châu lục hay toàn cầu như bệnh tính kỹ thuật và công nghệ cao như tài chính,
cúm gà trên gia cầm, lở mồm long móng, ngân hàng, quảng cáo tiếp thị và giáo dục,
viêm gia nổi cục trên bò, dịch tả heo châu phi mà những công nghệ này còn có thể áp dụng
và bệnh tai xanh trên heo. được trong các ngành nông nghiệp như trồng
Trong khi đó, nhu cầu các loại thực trọt, chăn nuôi...
phẩm có nguồn gốc từ chăn nuôi như thịt, Chăn nuôi 4.0 hay còn gọi là chăn nuôi
trứng và sữa ngày càng tăng cao do việc gia thông minh (Smart farming) hoặc chăn nuôi kỹ
tăng dân số trên toàn cầu, sự tăng trưởng kinh thuật số (Digital farming) là thuật ngữ để nói
tế của các nước đông dân cư như Trung Quốc đến ứng dụng công nghệ thông tin, kỹ thuật
và Ấn Độ không chỉ làm tăng thu nhập của số vào trong quá trình chăn nuôi như: quản
người dân tại các nước này, mà còn giúp cho lý chăn nuôi, dịch bệnh và an toàn sinh học
một tầng lớp lao động có thu nhập thấp trước giúp tạo ra năng suất cao hơn, giảm giá thành
đây có thể tiếp cận được nhu cầu thực phẩm và cuối cùng là đem lại lợi nhuận cao hơn. Sự
tối thiểu. Cùng với đó làm tăng số người có phát triển của hệ sinh thái công nghệ thông
thu nhập cao, tạo ra một tầng lớp trung lưu có tin bao gồm điện thoại thông minh, thiết bị di
nhu cầu thực phẩm cao cấp hơn. động và các ứng dụng (application), các phần
Xu hướng đô thị hóa các vùng nông thôn mềm phân tích dữ liệu, xây dựng và dự báo
cũng làm ảnh hưởng trực tiếp lên diện tích canh giả lập giúp cho quá trình ứng dụng công nghệ
tác nông nghiệp trong đó có chăn nuôi, hơn nữa thông tin và kỹ thuật số vào trong chăn nuôi
việc dịch chuyển số lượng lao động từ các vùng được thuận tiện, đơn giản hơn bao giờ hết.
nông thôn ra các khu công nghiệp hay các thành 3. MỘT SỐ VÍ DỤ ỨNG DỤNG CÔNG
phố lớn đã tạo ra sự khan hiếm lực lượng lao
NGHỆ SỐ TRONG QUẢN LÝ CHĂN
động đặc thù của ngành chăn nuôi.
NUÔI, DỊCH BỆNH VÀ AN TOÀN SINH
Để duy trì sự cạnh tranh trước tác động
mạnh mẽ của những yếu tố trên ngành chăn HỌC TRONG CHĂN NUÔI GIA SÚC
nuôi đã thay đổi theo chiều hướng chăn nuôi 3.1. Quản lý lên giống trong chăn nuôi bò
qui mô lớn, công nghiệp hóa và ứng dụng sữa
công nghệ thông tin, công nghệ số vào trong
Trong chăn nuôi bò sữa, năng suất sữa
chăn nuôi để duy trì lợi thế cạnh tranh trong
của toàn trại phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Trong
kỷ nguyên 4.0 này. đó quy trình phát hiện lên giống, phối giống
2. CHĂN NUÔI 4.0 LÀ GÌ? thành công và bò cái mang thai là một trong
những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng
Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ
suất sữa của từng cá thể bò sữa và của trại.
tư (Cách mạng công nghiệp 4.0) đã và đang
diễn ra có tác động lên tất cả các ngành nghề, Trước đây, việc phát hiện bò cái lên
tổ chức và công ty. Mặc dù các tổ chức hay giống toàn phụ thuộc và ba phương pháp
công ty này có nhận diện hay không thì thực truyền thống sau đây:
tế công nghệ thông tin đã đi vào trong từng - Quan sát bằng mắt thường.
loại hình công việc của tổ chức, công ty trong - Sự dụng hormone sinh sản để kích
đó ứng dụng công nghệ thông tin như điện thích lên giống.
30
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
- Sơn vào đuôi bò. liên quan đến tình trạng tiêu hóa thức ăn, tình
Các phương pháp này được áp dụng rất trạng sức khỏe và hoạt động sinh sản của bò.
phổ biến, tuy nhiên khi chăn nuôi ở quy mô Trung bình một cá thể bò sữa có tổng
công nghiệp sẽ rất tốn nhân công, tốn thời gian thời gian nhai lại từ 8 - 9 giờ mỗi ngày (Adin
và luôn có những sai sót như phối tinh không và cs., 2009; Byskov và cs., 2015), tuy nhiên
đậu do không đúng thời điểm, không phát hiện vào ngày lên giống hoạt động này giảm đáng
lên giống (lên giống ẩn, biểu hiện không rõ kể (Stangaffero và cs., 2016). Thẻ đeo điện
ràng) hoặc bỏ sót chu kỳ lên giống làm tăng chi tử được gắn cho bê từ lúc được sinh ra, thiết
phí sản xuất, giảm năng suất sữa của tổng đàn. bị sẽ thu thập tần suất và thời gian của hoạt
động nhai lại của mỗi cá thể bò trong cả suốt
Công nghệ thông tin đã được ứng dụng
vòng đời. Số liệu này sẽ được truyền về máy
để giải quyết vấn đề này thông qua một
tính trung tâm thông qua các thiết bị cảm biến
thiết bị có tên gọi là HeatTime® Pro+ bao
và phát sóng ngoại vi được gắn trong trại.
gồm thẻ đeo điện tử và hệ thống phần tích
Dữ liệu thu thập hàng ngày sẽ được xử lý và
dữ liệu nhằm phát hiện chính xác thời điểm phỏng đoán thành mô hình hành vi nhai lại
lên giống, từ đó khuyến cáo thời điểm phối chuẩn cho từng cá thể. Vào ngày lên giống
giống thích hợp. hoạt động nhai lại giảm đi, các hoạt động
Bò sữa hay bò thịt thuộc nhóm động vật khác cũng thay đổi tất cả sẽ được hệ thống
có những hành vi, hoạt động có tính chu kỳ thu thập và so sánh với mô hình chuẩn. Từ đó,
hay lặp lại. Trong đó, thời gian và tần xuất xác định được thời điểm lên giống của bò cái
của hoạt động nhai lại là chỉ số quan trọng và khuyến cáo thời gian phối giống chính xác.
Hình 1. Mô hình mô phỏng hoạt động nhai lại của bò sữa giữa hai chu kỳ
lên giống thông qua hệ thống HeatTime® Pro+
3.2. Quản lý và phát hiện sớm dịch bệnh ở bệnh gây ra (Stangaffero và cs., 2016) như
bò sữa thời gian hồi phục sau bệnh, thời gian ngưng
Trong chăn nuôi nói chung hay chăn sản xuất sữa.
nuôi bò sữa nói riêng, phát hiện và chẩn đoán Thông thường, khi bắt đầu bị nhiễm bệnh
bệnh sớm là một yếu tố quan trọng, giúp giảm cá thể bò sữa sẽ trải qua thời gian ủ bệnh, thời
chi phí điều trị, giảm các tác hại bất lợi do gian này dài hay ngắn tùy theo mầm bệnh nhưng
31
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần. Sau đó và ghi nhận mức giảm của hoạt động này sau
mới đến thời gian xuất hiện các biểu hiện lâm đó truyền về máy tính trung tâm để phân tích
sàng, trong chăn nuôi bò sữa, một trong những và phát hiện những bất thường vì số liệu ghi
biểu hiện lâm sàng của nhiều bệnh là giảm sản nhận khác với mô hình chuẩn của từng cá thể,
lượng sữa khai thác hàng ngày. xuất ra cảnh báo tức thì giúp cho các bác sỹ
Khi bị nhiễm bệnh hoạt động nhai lại thú y và quản lý trang trại phát hiện những bất
của bò sẽ giảm trước khi xuất hiện các triệu thường trên từng cá thể bò sữa, thông qua các
chứng lâm sàng khác nhiều ngày, thẻ đeo điện ứng dụng được cài đặt trên các thiết bị di động
tử của thiết bị HeatTime® Pro+ sẽ đo lường như điện thoại thông minh hay máy tính bảng.
Hình 2. Mô hình hoạt động nhai lại của bò sữa trước, trong và sau chẩn đoán và điều trị thông
qua hệ thống HeatTime® Pro+; (1) Hoạt động nhai lại giảm trong giai đoạn ủ bệnh;
(2) Hệ thống gởi cảnh báo cho bác sỹ thú y, cá thể bò sữa được chẩn đoán bị viêm vú và được
điều trị sớm bằng kháng sinh, (3) Giai đoạn hồi phục sau điều trị;
(4) Hoạt động nhai lại hồi phục như bình thường.
3.3. Quản lý an toàn sinh học trong chăn khác, vấn đề (2) hoàn toàn dựa và các quy
nuôi heo trình (protocol), huấn luyện công nhân và
An toàn sinh học là mối quan tâm bậc nhân viên trong trang trại thực hiện đúng các
nhất của các chủ trang trại, ảnh hưởng trực bước được mô tả trong các quy trình này, cách
tiếp đến năng suất cũng như sự thành công tiếp cận này vẫn đáp ứng được về mặt quản
hay thất bại của một trang trại. Trong chăn lý tổng thể, tuy nhiên khi dịch bệnh nổ ra rất
nuôi heo công nghiệp hiện nay, các trang trại khó để tìm ra nguyên nhân để khắc phục vì để
thực hiện nghiêm ngặt các quy trình an toàn kiểm soát sự tuân thủ của nhân viên hoàn toàn
sinh học, bao gồm cả quy trình phòng bệnh dựa vào tính tự giác và báo cáo hàng ngày của
bằng vắc xin để kiểm soát dịch bệnh. Các nhân viên một cách rất thụ động.
chủ trang trại áp dụng quản lý an toàn sinh Vấn đề này hoàn toàn khắc phục được
học với hai mục đích chủ yếu (1) Ngăn ngừa bằng cách ứng dụng công nghệ thông tin thông
mầm bệnh xâm nhập từ bên ngoài vào, (2) qua giải pháp B-eSecure. Hệ thống giúp kiểm
Ngăn ngừa sự lây lan mầm bệnh bên trong soát và đo lường sự di chuyển của mỗi công
trại, tức từ khu chuồng này sang khu chuồng nhân trong mỗi khu chuồng, từ khu chồng
32
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
này sang khu chuồng khác có đúng như quy xuất báo cáo sai phạm nếu có hay báo cáo
trình đã được huấn luyện và triển khai từ đó đánh giá mức độ cải thiện trong trại.
đưa ra những khuyến cáo để khắc phục nếu Hệ thống B-eSecure sẽ phân loại di
có sự sai sót so với khuyến cáo của quy trình. chuyển của công nhân thành 3 nhóm:
Hệ thống B-eSecure bao gồm chíp điện - Nhóm di chuyển an toàn: Từ khu heo
tử, mỗi công nhân khi làm việc trong trại phải khỏe sang khu heo bệnh, khu nguy cơ nhiễm
đeo vào trong túi áo, và các thiết bị cảm ứng bệnh thấp sang khu có nguy cơ nhiễm bệnh
(có thể cài ứng dụng vào điện thoại thông cao (ví dụ: Từ khu nái mang thai sang khu nái
minh) có kết nối internet được gắn tại mỗi đẻ, đang nuôi con).
cửa ra vào của các khu trại, các thiết bị cảm
- Nhóm di chuyển không an toàn - rủi ro
ứng này sẽ đo lường mỗi khi có sự di chuyển,
số liệu thu thập được sẽ truyền ngay tức thì thấp: Từ khu có nguy cơ nhiễm bệnh cao sang
vào máy tính, máy tính phân tích và xuất báo khu có nguy cơ nhiễm bệnh thấp (ví dụ: từ khu
cáo dưới dạng biểu đồ để các bác sỹ thú y hay nái đẻ, đang nuôi con sang khu nái mang thai).
quản lý trại tham khảo, một quy trình sẽ được - Nhóm di chuyển không an toàn - rủi ro
phát triển sau đó để huấn luyện cho công nhân cao: Từ khu có nguy cơ nhiễm bệnh cao sang
và áp dụng cho trại nếu trại có tỉ lệ di chuyển khu an toàn hay khu có nguy cơ nhiễm bệnh
sai cao so với quy trình. Sau đó hệ thống tiếp thấp (ví dụ: Từ khu heo thịt sang khu nuôi heo
tục đo lường sự di chuyển của công nhân và hậu bị).
Hình 3. Báo cáo sự di chuyển của công nhân trong một trang trại, số liệu được đo lường và
phân tích thông qua giải pháp B-eSecure: (1) Tỉ lệ di chuyển đúng của công nhân trong trại,
(2) Tỷ lệ di chuyển không an toàn - rủi ro cao; (3) Tỉ lệ di chuyển không an toàn - rủi ro thấp;
(4) Báo cáo đánh giá mức độ cải thiện di chuyển không an toàn-rủi ro cao sau khi áp dụng quy
trình mới, và huấn luyện lại tất cả công nhân trong trại.
4. KẾT LUẬN hiệu quả trong chăn nuôi thì các giải pháp này
cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
Ứng dụng công nghệ thông tin và kỹ
thuật số vào trong canh tác nông nghiệp nói - Đầu tiên cũng là trên hết, ứng dụng
chung hay trong chăn nuôi nói riêng là một xu công nghệ thông tin vào trong chăn nuôi phải
hướng tất yếu của thời đại công nghiệp 4.0. tạo ra lợi thế cạnh tranh cho các trang trại
Tuy nhiên, để công nghệ thông tin phát huy như giảm giá thành, giảm công lao động, tăng
33
- HỘI NGHỊ KHOA HỌC CHĂN NUÔI THÚ Y TOÀN QUỐC 2021 - AVS2021: 29-34
năng suất hay tạo ra sự minh bạch về dữ liệu Allflex Livestock Intelligent Inc. (2020).
giúp quá trình truy xuất nguồn gốc được dễ HeatTime Pro+ flexible, centralized,
dàng trong chuỗi cung ứng. high-performance cow monitoring for
- Ứng dụng công nghệ thông tin vào large and fast-growing dairy farms,
trong chăn nuôi sẽ không thay thế hoàn toàn www.allfex.com.
công việc của công nhân lao động mà chỉ Allflex Livestock Intelligent Inc. (2019).
cung cấp các dữ liệu thu thập được, đưa ra Rumination Monitoring. White Paper,
những phân tích, những cảnh báo giúp cho www.allfex.com.
các bác sỹ thú y hay các quản lý trang trại đưa Allflex Livestock Intelligent Inc (2020).
ra được các quyết định chính xác hơn dựa vào SenseHubTM The new generation of cow
các vấn đề đang diễn ra, không phải dựa vào monitoring, www.allfex.com.
các vấn đề trong quá khứ để đưa ra quyết định
như trước. Để đáp ứng được yêu cầu này, các Byskov, M. V., E. Nadeau, B. E. O. Johansson,
dữ liệu cung cấp từ các thiết bị đo lường trong and P. Nørgaard. (2015). Variations in
trại phải thực sự dễ dàng truy cập, truy cập automatically recorded rumination time
được từ xa không cần có mặt tại trang trại. as explained by variations in intake of
dietary fractions and milk production,
- Yêu cầu dữ liệu thu thập được phải
and between-cow variation J. Dairy Sci.
chính xác, tin cậy và liên tục cập nhật vào
98:3926-3937.
thời gian thực (real-time).
- Ứng dụng công nghệ thông tin vào bất Carlos Pineiro (2017) B-eSecure: Controlling
cứ lĩnh vực nào luôn luôn gặp trở ngại về mặt biosecurity in real time. www.efeedlink.
năng lực của lực lượng lao động. Trong chăn com. 4: 07-10.
nuôi cũng vậy, công nhân lao động trong các Intelia Technology Inc. (2020). Digital
trang trại luôn có về trình độ và nhận thức farming: 7 ways it can boost productivity
thấp hơn so với các ngành nghề khác. Do vậy, and efficiency, www.intelia.com.
các thiết bị này phải thực sự thân thiện với Lisa M. Keefe (2020). Farm to fork for real.
người dùng như dễ lắp đặt, dễ thao tác, công Meatinglace. 01.(20): 34-44.
tác bảo trì bảo dưỡng phải đơn giản.
Niklas Hageback (2021). Leadership in
TÀI LIỆU THAM KHẢO the digital age: Renaissance of the
Adin, G., R. Solomon, R. M. Nikbachat, A. Renaissance Man. Business Express
Zenou, E. Yosef, A. Brosh, A. Shabtay, Press.
S. J. Mabjeesh, I. Halachmi, and Stangaferro M. L., R. Wijma, L. S. Caixeta,
J. Miron. (2009). Effect of feeding cows M. A. Al-Abri, and J. O. Giordano.
in early lactation with diets differing in (2016). Use of rumination and activity
roughage-neutral detergent fiber content mornitoring for the identification of
on intake behavior, rumination, and milk dairy cows with health disorders: Part
production production. J. Dairy Sci. I. Metabolic and digestive disorders. J.
92:3364-3373. Dairy Sci. 99:1-16.
34
nguon tai.lieu . vn
