Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu xử lý thông tin hành vi của bò dựa trên chuyển động từ cảm biến nhằm nâng cao hiệu quả chăn nuôi
Mã số đề tài ĐLTE00.02/20-21
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Viện Công nghệ Thông tin
Thuộc Danh mục đề tài Chương trình hỗ trợ cán bộ trẻ của Viện Hàn lâm KHCNVN
Họ và tên TS. Trần Đức Nghĩa
Thời gian thực hiện 01/01/2020 - 31/12/2021
Tổng kinh phí 500 triệu đồng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

Nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý dữ liệu về thông tin hành vi của bò dựa trên các cảm biến gắn trên vật nuôi nhằm theo dõi và hỗ trợ đánh giá sức khỏe đàn bò.
•    Tập trung nghiên cứu giải thuật phân loại hành vi bò dựa trên dữ liệu cảm biến gia tốc.
•    Đề xuất, thử nghiệm hệ thống (bao gồm phần cứng và phần mềm).

Kết quả chính của đề tài

-    Về khoa học:
+ Đề xuất giải thuật Random Forest với bộ đặc trưng (root mean square, standard deviation, mean) phân loại hành vi bò dựa trên dữ liệu cảm biến gia tốc gắn chân và cổ được đồng bộ hóa
+  Báo cáo khoa học về nghiên cứu xử lý thông tin hành vi của bò dựa trên chuyển động từ cảm biến
+  02 bài báo khoa học công bố trên Kỷ yếu hội thảo quốc gia
+  01 bài báo tạp chí quốc gia
+  01 bài báo quốc tế thuộc danh mục ISI (ESCI)
+  02 bài báo quốc tế thuộc danh mục SCIE
+  Đào tạo 02 thạc sĩ và 02 tiến sĩ theo hướng nghiên cứu của đề tài.
-    Về ứng dụng:
+  Xây dựng chương trình thử nghiệm phân loại hành vi bò. Thử nghiệm chương trình trên dữ liệu được thu thập, tổng hợp, tiền xử lý từ nguồn dữ liệu từ những con bò ở trang trại Ba Vì (Hà Nội, Việt Nam). Phân tích, đánh giá kết quả thử nghiệm.

Sản phẩm cụ thể giao nộp:

-    Các bài báo đã công bố (liệt kê):
 +Bài báo ISI (SCI/SCIE):
 Phung Cong Phi Khanh, Duc-Tan Tran, Van Tu Duong, Nguyen Hong Thinh, Duc-Nghia Tran*, “The new design of cows' behavior classifier based on acceleration data and proposed feature set”, Mathematical Biosciences and Engineering, Vol. 17, No. 4, March 2020, pp. 2760-2780. ISSN (printed): 1547-1063. ISSN (electronic):1551-0018. DOI: 10.3934/mbe.2020151. (SCIE, Q2)
D. N. Tran, T. N. Nguyen, P. C. P. Khanh and D. T. Tran, "An IoT-based Design Using Accelerometers in Animal Behavior Recognition Systems," in IEEE Sensors Journal, 2021, doi: 10.1109/JSEN.2021.3051194. (SCIE, Q1).             
 +Bài báo ISI (ESCI):
T. Duc-Nghia, N. Thi-Thu, T. Duc-Tan, "Design of Real-Time Cow Behavior Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks and K-Means Clustering Algorithm," Revista Ingeniería Solidaria, ISSN: 2357-6014, vol. 17, no. 3, 2021. doi: https://doi.org/10.16925/2357-6014.2021.03.11 (ISI, ESCI)
+Bài báo tạp chí trong nước:     
 Trần Đức Nghĩa*, Đỗ Viết Mạnh, Trần Đức Tân, Nguyễn Cảnh Minh, Phùng Công Phi Khanh, "Phân loại hành vi của động vật dùng thuật toán học máy: tác động của độ dài cửa sổ chồng lấp", Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Hội thảo Quốc gia FEE, 10 - 2021, pp. 13-17.
 +Bài báo/hội thảo chuyên ngành:
 Trần Đức Nghĩa*, Nguyễn Việt Anh, Đỗ Viết Mạnh, Bùi Trung Ninh, Trần Văn Thùy, "Nhận dạng hoạt động cho người dựa trên việc sử dụng cảm biến gia tốc ba chiều", Hội thảo quốc gia lần thứ XXIII: Một số vấn đề chọn lọc của Công nghệ thông tin và truyền thông, Nov. 2020, pp. 324-328. ISBN: 978-604-67-1744-7.
T. H. Đào, M. H. Lê, Đ. N. Trần, and Đ. T. Trần, “Xây dựng mạng giám sát hành vi người trong tòa nhà sử dụng công nghệ WIFI,” in REV-ECIT2021, 2021, pp. 48–53.   

Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):
1)    Báo cáo Giải pháp và mô hình tích hợp các cảm biến, hệ thống máy móc phục vụ việc ghi nhận và xử lý dữ liệu về hành vi của đàn bò
2)    Hệ thống phần mềm phân loại hành vi bò (chương trình thử nghiệm).
3)    Bài báo khoa học: 2 SCIE và 4 bài báo khác (minh chứng trong báo cáo tổng hợp kết quả thực hiện đề tài)
4)    Hỗ trợ đào tạo 02 NCS và 02 Thạc sĩ (minh chứng trong báo cáo tổng hợp kết quả thực hiện đề tài)

Những đóng góp mới

Đóng góp quan trọng của đề tài là đề xuất một hệ thống kết hợp các thành phần chi phí thấp như máy đo gia tốc gắn ở chân và gắn trên cổ. Từ dữ liệu gia tốc thu thập được, áp dụng giải thuật Random Forest với bộ đặc trưng (root mean square, standard deviation, mean) để đạt được hiệu suất rất tốt cho việc phân loại các hành vi của bò. Điểm nổi bật là dữ liệu gia tốc từ hai cảm biến này được đồng bộ hóa, do đó, có thể mở rộng lượng thông tin cho mục đích phân loại. Việc phân loại các hành vi của bò dựa trên hệ thống cảm biến kết hợp được đề xuất đã mang lại sự cải tiến đáng kể so với các hệ thống truyền thống khác (chỉ sử dụng một cảm biến, gắn trên chân hoặc gắn trên cổ). Hệ thống đề xuất dựa trên nền tảng IoT (Internet vạn vật) nhằm giám sát và phân loại các hành vi của bò với hiệu suất cao.

Địa chỉ ứng dụng

Đề nghị triển khai thử nghiệm tại Hợp tác xã nông nghiệp tổng hợp chăn nuôi và thương mại Khánh Phát (huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội).

Ảnh nổi bật đề tài
1657528423647-45.1.png