Digitale stalknecht voor paarden

Artikel

paarden


Koliek is een van de belangrijkste doodsoorzaken bij paarden. Wat als we koliek tijdig kunnen ontdekken, waardoor operaties en zelfs inslapen van het paard overbodig worden? Biomedisch ingenieur Anniek Eerdekens (UGent) ontwikkelde een slim systeem met bewegingssensoren, dat verdacht gedrag bij paarden meteen opspoort.

 

Koliek is een soort buikpijn bij paarden. De belangrijkste oorzaak van koliek zijn problemen in het spijsverteringskanaal. Dit komt omdat de lengte van het maag-darmkanaal een relatief lange weg is: bij een volwassen paard moet voedsel een reis van bijna 40 meter afleggen! Ter vergelijking: het spijsverteringskanaal van een volwassen man is ongeveer 9 meter.

Vaak zijn de kolieken het gevolg van een verkeerde voeding: denk hierbij aan bedorven of beschimmeld voer. Paarden eten soms te veel stro of zelfs zand. En dat is gevaarlijk: 6% van de paarden sterft ten gevolge van kolieken en daarmee is het één van de grootste doodsoorzaken.

Symptomen

Een paard met koliek vertoont specifieke gedragingen waarmee het wil laten zien dat het pijn heeft: het krabt met zijn voorbeen, kijkt naar zijn buik, rolt veel, gaat constant liggen, heeft koorts...

Het doel: een app waarop paardeneigenaars meldingen ontvangen wanneer hun paard ´zieke´ gedragingen vertoont

Als de eigenaar deze signalen tijdig ziet, contacteert hij de veearts en is er niets aan de hand. Maar vaak is een continu toezicht op paarden te duur of praktisch onhaalbaar, waardoor levensbedreigende kolieken soms te laat worden opgemerkt: het paard heeft zich ondertussen al verwond, de darmen hebben zich verplaatst door een verstopping en in het ergste geval kan het paard overlijden.

Hoe werkt de digitale stalknecht?

accelerometerDaarom ontwikkelde Anniek Eerdekens voor haar masterthesis software die het welzijn van paarden detecteert en analyseert. Hiervoor plaatste ze een bewegingssensor op het been van het paard. Als het paard bewegingen maakt die wijzen op kolieken, dan merkt het algoritme dit tijdig op.

Plaatsing accelerometer

Voor het onderzoek kregen zes paarden elk twee sensoren op hun voorbenen geplaatst. De eigenaar liet het paard dan allerlei bewegingen uitvoeren zoals rollen, krabben en buikwijzen. Dit alles werd gefilmd, en alle gedragingen kregen het juiste label toegewezen.

Dit stukje data werd dan toegevoegd aan het model. Zo kon dit model via machine learning zichzelf aanleren bij welke data welke beweging hoort. Vervolgens werden stukjes data zonder label aan het model gegeven. Het moest dan voorspellen welke beweging het paard aan het uitvoeren was. De uitkomsten zijn veelbelovend, want het voorspelde zeven bewegingen van zes verschillende paarden met een nauwkeurigheid van 99%.

De paarden krijgen een bewegingssensor op het been. Als het paard bewegingen maakt die wijzen op kolieken, dan merkt een algoritme dit tijdig op

Daarnaast onderzocht Anniek hoe ze het model zo energiezuinig mogelijk kon laten werken: “De sensor is klein, en heeft een kleine batterij. Hoe minder data we versturen, hoe minder energie we verbruiken en hoe langer de batterij meegaat. Uiteindelijk konden we de sensor tot 47 dagen laten meegaan.”

algoritme

Algoritme voorspelt ondergrond

In het onderzoek hield ze ook rekening met de omgeving van het paard. De types grond waarop het paard zich bevindt kunnen de nauwkeurigheid van het model beïnvloeden: denk aan een natte, harde of zachte ondergrond. “Ondanks deze verschillen, kon het algoritme nog altijd met 99% nauwkeurigheid bepalen welke activiteit het paard aan het uitvoeren was. Nog interessanter was dat het algoritme zelfs kon voorspellen op welk type ondergrond het paard aan het bewegen was.”

Gebruiksvriendelijke app

De meettechnieken zijn vooralsnog ontwikkeld voor onderzoek in een testomgeving, maar zullen zeker in de praktijk gebruikt kunnen worden. Het doel is om uiteindelijk een gebruiksvriendelijke app te ontwikkelen waarop paardeneigenaars meldingen ontvangen wanneer hun paard ´zieke´ gedragingen vertoont. Ook is het systeem mogelijk geschikt voor veterinaire onderzoekers en diervoederproducenten. Bijvoorbeeld om het effect te monitoren van (ander) paardenvoer op de gezondheid en welzijn van paarden.

De paardensportwereld heeft inmiddels ook interesse getoond. Zo zou het met dit systeem mogelijk zijn om te zien of bepaalde trainingsmethoden aangepast moeten worden zodat het paard beter kan presteren. De paardensportwereld kijkt nu samen met verschillende partners hoe het voorgestelde systeem in een commercieel jasje gegoten kan worden.

Promotoren: prof. dr. ir. Wout Joseph, prof. dr. ir. Eli De Poorter

Lees de scriptie
 

Dit artikel verscheen ook op de website van Eos en in de wintereditie van de Vlaamse Scriptiekrant.

 

LEES MEER

Share this on: