这个康涅狄格农场正在挤奶奶牛的数据

机器人挤奶机，摄像机甚至隐藏在奶牛内的传感器将帮助该设施从健康的牛群中获取最多的牛奶

在20世纪70年代中期，美国奶牛场的平均奶牛大约有25头。如今，许多业务已超过3,000个 - 这个数字在25年前几乎闻所未闻。

如果没有计算和自动化的最新进展，有效管理大型畜群将是困难的，甚至是不可能的。现在，大多数奶牛场都有挤奶厅和相关的免费摊位，每人每小时产量增加一倍或三倍。挤奶装置自动分离以减少乳房健康问题并提高牛奶质量，而牛ID转发器让农民自动记录生产数据。

影响美国乳制品行业的最新主要技术进步是自动挤奶系统 - 或“机器人”挤奶机的发展。

在康涅狄格大学的凯洛格乳业中心，我们使用机器人挤奶机以及其他传感器来监测100头奶牛及其物理环境。通过今年春天推出的这项工作，我们希望实时监控个体奶牛的行为和健康状况，以提高生产效率和动物福祉。

大数据和奶牛

机器人挤奶机可以在没有人参与的情况下收获牛奶 事实上，奶牛决定何时挤奶，在没有人工监督的情况下进入机器。机器人系统自动识别奶牛并在机器人手臂连接挤奶杯之前应用消毒乳头喷雾。

这与客厅挤奶非常不同，后者经理决定何时挤奶，通常一天三次。每个机器人挤奶装置可供50至55头奶牛使用。

鉴于早期版本的机器人挤奶机和大量美国牛群的价格很高，美国奶牛场在2010年之前对机器人挤奶机的兴趣微乎其微。然而，2013年该国自动挤奶系统的数量增加到2,500多台，主要是由于新型号的设计有所改进。目前，全世界有超过35,000台自动挤奶系统在运行。

这些新型机器不仅能够有效地收获牛奶，还能够收集更多关于生产，牛奶成分和奶牛行为的信息。这使生产者能够做出更明智的管理决策。

随着机器人挤奶系统，奶牛运行节目。他们决定

何时进食，反刍，休息或挤奶。他们还需要每天花不到一小时实际挤奶; 在机器人挤奶机之前，挤奶通常每天需要三到五个小时。

我们想知道：他们一天中剩下的时间做了什么？这种行为如何影响生产或用于指示健康状况？挤奶单元本身无法收集这类信息，这对于及早发现特定奶牛是否正在发生健康问题非常有用。

我们的“牛 - CPS” - 包括奶牛，机器人挤奶机，摄像机和其他传感器的网络物理系统 - 将始终跟踪我们奶牛的数据。这将告诉我们，除其他外，奶牛在没有挤奶的情况下去哪里; 当他们决定吃饭，休息或做其他活动时; 和他们的牛奶的组成。置于体内的传感器甚至可以告诉我们其中一个胃内的pH值，这可能是任何消化问题的关键指标。

优化奶牛场

我们希望所有这些数据都能让我们在个体奶牛的水平上做出及时的决定，这在大型畜群中并不容易。这种“精确乳业”可以帮助我们了解个体牛的活动 - 吃，站立，休息，挤奶 - 如何影响她的产奶量，牛奶质量和健康状况。

我们计划在机器学习的帮助下分析数据，机器学习是一种可以在大量信息中找到模式的人工智能。计算机将数据与乳品应如何在理想条件下运行的模型进行比较。我们的模型捕获了关键的性能特征 - 牛奶质量和生产力 - 以及相关的约束条件，如个人健康和生殖状态。

随着乳品厂的运营，实时数据将使我们能够评估我们真正的农场与理想农场的距离。然后，我们可以将此信息与数学优化算法结合起来，以确定我们应该如何修改或调整过程。例如，该算法可以建议调整奶头滴注的类型，饲料的营养含量或每头奶牛喂食的时间量。

我们希望我们的工作能够让美国各地的奶农更好地管理集体环境中的奶牛 - 不仅可以改善奶产量，还可以增强奶牛的健康