Разработка математической модели оценки биологических признаков молочного скота

Разделы презентации
Актуальность идеи (проблематика)
Предлагаемое решение (конечный продукт)
Обоснование научной новизны проекта
Перспектива коммерциализации результата НИОКР (сферы применения и конкретный потребитель)
Техническая значимость (преимущества перед существующими аналогами)
План реализации проекта
Результаты проекта по этапам
Защита прав на интеллектуальную собственность
Партнеры, заинтересованные организации (если имеются (планируются)

Актуальность идеи («боль потребителя»)
В зоотехнической науке есть два критерия оценки молочных коров: по молочной продуктивности и по внешнему виду (экстерьеру животного).
В настоящее время, в молочном скотоводстве для оценки типа экстерьера скота используют линейный метод. Линейная оценка экстерьерного типа животных дает надежное представление о крепости конституции и здоровье животных, но для формирования комплексной оценки этих линейных характеристик недостаточно, так как не учитывается комплексная оценка типа телосложения, генотипическая и фенотипическая связь биологических особенностей животного. Поэтому разработка модели комплексной оценки животных по племенной ценности и производственному типу, здоровья и перспектив использования является актуальной научной задачей и имеет большое практическое значение.
Визуальная оценка глубины туловища, присвоение баллов

Предлагаемое решение (конечный продукт)
На основе разработанной программы будет предложен метод комплексной оценки (племенной ценности, продуктивных и репродуктивных качеств) животного с целью прогнозирования племенной ценности и его производственного назначения.
Программа позволяет:
провести статистику промеров животных,
рассчитать индекс типа телосложения,
определить взаимосвязь между всеми показателями оценки экстерьера, типа телосложения и молочной продуктивности животных,
определить факторы, влияющие на экстерьерный тип телосложения, продуктивные и репродуктивные качества молочного скота.

Обоснование научной новизны проекта и актуальности для науки
Научная новизна заключается в комплексном подходе оценки животных по племенной ценности и производственному типу. Комплексный подход оценки животных учитывает взаимосвязь экстерьерных параметров и продуктивных качеств, связь между типом телосложения, генотипических и фенотипических особенностей.

Перспектива коммерциализации результата НИОКР
Реализация проекта будет выполнена посредством разработок в области информационных технологий. Ожидается, что новые методы и алгоритмы позволят создать систему комплексной оценки крупно рогатого скота лучшего качества, чем известные существующие системы, работающие в аналогичных условиях. Использование технологии примерно в 10 и более раз сократит временные затраты на проведение ручной и субъективной бонитировки, исключит необходимые контактные измерения линейных промеров. В рамках проекта также будет создана программа по оценке племенной ценности животных, что будет в 3-5 раз дешевле разрабатываемых аналогов.

Перспектива коммерциализации результата
НИОКР (бизнес-модель)
Получение свидетельство на программу для ЭВМ
Предложение программы для ЭВМ специалистам с/х предприятий, в которых разводится крупный рогатый скот, центрам по разведению племенных животных.
Обучение специалистов и всех заинтересованных лиц методике комплексной оценки и обработки цифрового материала с использованием разработанной программы.

Сравнение с другими аналогами

Научно-технический задел исполнителей проекта
1. Предложен метод получения промеров животного по изображению. Данная методика опробована на группе животных в количестве 200 голов. Наблюдается хорошее соответствие и высокая точность величин промеров, полученных контактным способом и при помощи обработки изображений. Погрешность 0,7-1,5%.
2. Разработана программа по обработке экстерьерных параметров и продуктивных характеристик.
3. Разработана формула оценки комплексного индекса типа телосложения коров. Формула связывает все основные параметры животного:
где ИТ – индекс телосложения, ПОГ – полуобхват груди, ПОТБ – полуобхват тазобедренной области, ПДТ – прямая длина туловища, ОП- обхват пясти, ВХ – высота в холке.

План реализации
Первый год
Научные исследования проводятся на ремонтных телках в возрасте 6 месяцев и старше, коровах черно-пестрой и холмогорской пород в возрасте 2 и 3 лактации в племенных предприятиях Удмуртской Республики. Оценка животных в период с 90-го по 150-й день лактации с помощью контактного измерения. (май-октябрь).
1. Планируется получить экстерьерные характеристики путем обработки цифровых изображений животных.
2. Анализ экстерьерного типа телосложения коров и их потомства (дочери). Оценка заключается в статистической обработке полученных промеров статей коров. Анализ продуктивных качеств животного: удой, массовая доля белка и жира в молоке, продуктивный индекс путем статистической обработки результатов. Для статической обработки будет разработана программа.
3. Разработка формулы расчета комплексного индекса типа телосложения, и расчет (разработка программы) взаимосвязи морфологических измерений и типа телосложения с генотипическими и фенотипическими характеристиками животного.

План реализации
Второй год
1. Снятие промеров ремонтных телок (потомство, полученное от коров исследуемой популяции) в возрастной динамике по отработанной методике, заключающаяся в обработке изображений животного.
2. Анализ их промеров, интенсивность роста и развития по отработанной раннее методике.
3. Расчет селекционно-генетических параметров (коэффициент наследуемости, коэффициент корреляции, коэффициент вариации, коэффициент повторяемости).
4. Исследование многофакторного дисперсионного анализа с целью определения факторов, влияющих на экстерьерный тип телосложения, продуктивные и репродуктивные качества молочного скота всех возрастных групп.
5. Разработка методики к построению модели комплексной оценки (племенной ценности, продуктивных и репродуктивных качеств) животного с учетом всех прижизненных измерений морфологических характеристик и происхождения.
6. Комплексная оценка дочерей и прогноз развития биологических особенностей последующего потомства.

Результаты проекта по этапам
В рамках проекта будут получены следующие результаты:
промеры животного методом обработки цифрового изображения;
метод вычисления индекса типа телосложения животного характеризующего экстерьерные особенности в комплексе;
определена взаимосвязь морфологических измерений и типа телосложения с генотипическими и фенотипическими характеристиками животного;
определены факторы, влияющие на экстерьерный тип телосложения, продуктивные и репродуктивные качества молочного скота;
разработана программа и предложена методика построения модели комплексной оценки (племенной ценности, продуктивных и репродуктивных качеств) каждого животного с учетом всех прижизненных измерений морфологических характеристик и происхождения.
Таким образом, будут сформированы научные принципы, теоретически обоснована и экспериментально подтверждена методология и подходы комплексной оценки животных на базах данных параметров продуктивности, генетических характеристик и здоровья животных, тесно связанных с особенностями их конституции и экстерьера.
Разработанный метод определения индекса типа телосложения требуют защиты интеллектуальной собственности. Разработанная программа будет подана на получение свидетельства программы для ЭВМ. Права ИС будут оформлены на ИжГСХА.

Партнеры, заинтересованные организации
1) Ассоциации по породам скота и союзы, занимающиеся разведением чистопородных животных
2) Аукционы и рынки живого скота
3) Рестораторы и магазины, приобретающие животноводческую продукцию
4) Откормочные площадки и другие организации, проводящие экспертизу скота
Учитывая значительное сокращение времени на сбор и анализ данных, а также отсутствие субъективных ошибок в экспертном оценивании животных, ожидается, что результаты проекта получат широкое распространение в сельском хозяйстве.