Hayvancılık Sektöründe Dijital Teknolojilere İlişkin Donanım ve Mobil Uygulamaların Geliştirilmesi

PROJE ADI:

Hayvancılık Sektöründe Dijital Teknolojilere İlişkin Donanım ve Mobil Uygulamaların Geliştirilmesi

PROJE YÜRÜTÜCÜSÜ:

Prof. Dr. İsmail KIRBAŞ
 

PROJENİN KONUSU:

Bilgisayarların kapasite ve hızındaki artış, internet bağlantı teknolojileri, mobil cihazlar, sensör teknolojisi, otomasyon ve robotik, dronlar, görüntüleme uyduları, makine öğrenmesi, yapay zekâ, büyük veri, Nesnelerin İnterneti (Nİ), paralel hesaplama, görüntü işleme, bulut bilişim, nanoteknoloji ve makine-insan etkileşimi gibi yenilikler ve gelişmeler sonucunda Endüstri 4.0 adı verilen yeni bir girişimci alan ortaya çıkmıştır. Bu yeni akım dünya genelinde yavaş yavaş sanayi ürünlerinde kendini gösterirken Türkiye’nin bu yeni sanayi devrimine katkıda bulunması ve geride kalmaması gerekmektedir. Endüstri 4.0’ın birçok alanda uygulamalarını görmekteyiz ve tarım ve hayvancılığa hızla uyarlandığı görülmektedir. Türkiye’de tarım ve hayvancılık sektöründe hala eski usul tekniklerin ağırlıklı olarak kullanılması, bilişim teknolojilerinin bu alanda daha fazla kullanılmasını ve Endüstri 4.0’ın yakalanmasını daha da önemli hale getirmektedir.
Hayvancılık sektöründe dijital teknolojilerin amacı, hayvanların otomatik ve sürekli izlenmesi yoluyla optimum üretim fonksiyonunun oluşturulması ve bu fonksiyonun stabil hale getirilmesidir. Hayvanın sağlığı, refahı, verimliliği ve çevresel etkisi üzerinde odaklanan anahtar göstergeler aracılığıyla üreticiye bilgi akışı sağlanır. Dijital teknolojilerin bu misyonu ile her bir çiftlikte küçük bir laboratuvar tasarlanması hedeflenmektedir. Ancak dijital teknolojilerin amacı, çiftliğin tamamen otonom bir şekilde yönetilmesinden ziyade çiftçiye yardımcı olmaktır.
Donanım veya sürü bilgi sistemi denildiğinde akla basit boyutta oluşturulan elektronik izleme sistemleri gelebilirken bazen tam otomatik robotik sistemler de düşünülebilir. Bilgisayarlı olsun veya olmasın, sürü bilgi sistemi ve dijital teknolojiler büyükbaş ve küçükbaş hayvan işletmelerinde hayvan davranışları ve çeşitli noktalardan alınan veriler ile bireysel yönetim sağlamak üzere geliştirilmiştir. Dijital teknolojilerden veya sürü yönetim sisteminden genel olarak beklenen, hayvandan otomatik ve yüksek güvenilirlikte veri toplayabilme yeteneğidir. Eğer toplanan verilerde hata oluşursa, sistemin çiftçiye yaptığı yönlendirmeler de hatalı ve tutarsız olacaktır. Doğru bir sürü bilgi sistemi doğru tanımlamalar yapmalı ve ölçümler yapmalıdır. Bu sayede mastitis, kızgınlık, hastalık ve canlı ağırlık ölçümleri doğru bir şekilde çiftçiye sunulur. Bu bilgilerin doğru bir şekilde sunulması hayvan kondisyonu ve sağlık grafiklerinin yüksek tutulmasına, alınan ürünlerin kalitesinin artmasına ve çiftliğin optimumda çalışmasına yardımcı olacaktır.
Bu projenin konusu hayvancılık sektöründe faaliyet gösteren işletmelerden ham verilerin doğru bir şekilde toplanması, depolanması ve bilgiye dönüştürülmesidir. Planlanan donanımların ve donanımlardan veri toplanabilmesi için gömülü yazılımların geliştirilmesi, test ve saha entegrasyonu süreçlerinin tamamlanması aşamasında öncelikle MAKÜ Pilot Büyükbaş Çiftliği’nde kapalı devre olarak çalışılması, ardından saha testlerinin gerçekleştirilmesi ve son olarak yaygınlaştırılabilmesi için gerekli altyapıların tamamlanması planlanmaktadır. Projenin bu haliyle öncelikle MAKÜ Pilot Büyükbaş Çiftliği’nde sürdürülmesi, ardından gerekli saha çalışmaları Burdur ili çevresinde tamamlandıktan sonra ülke genelinde yaygınlaştırılması projenin kapsamını oluşturmaktadır.
 

PROJENİN AMACI:

Piyasada mevcut olan sürü yönetim yazılımları, donanımları ile entegre şekilde çiftliklere kurulmaktadır. Devlet teşvikli çiftlik kurulumlarında zorunlu olan bu sürü yönetim yazılımları çoğu kullanıcı tarafından ya eksik kullanılmakta ya da hiç kullanılamamaktadır. Sürü yönetim yazılımları kullanmaları itibari ile çok karmaşık alanları barındırmakta ve bu durum yetiştiriciyi veri kayıt ve takibinde zora sokmaktadır. Yetiştiricinin bu alanda daha konforlu bir kullanıma sahip olabilmesi için bu yazılımların mevcut entegre olabilecek tüm donanımlardan veri alabilmesi ve kişilere çok fazla iş yükü oluşturmaması gerekmektedir. Bu nedenle hayvan yetiştiriciliğinde veri kayıt ve takibi için donanımlar ve bu donanımlarla haberleşecek kullanıcı dostu yazılımlar geliştirmek büyük bir ihtiyaç haline gelmiştir. Geliştirilecek bu donanımlar ile çiftlik içerisinde işlemler olabildiğince otomatikleştirilerek iş yükü azaltılmalıdır. Aynı şekilde bu donanımlara entegre geliştirilecek yazılımın da her türden yetiştiriciye hitap edecek, yetiştiricilerin gün içerisindeki iş yüklerini arttırmayacak ve ortaya koyduğu sonuçlarla yetiştiriciyi işletme konusunda bilgilendirecek bir yazılım olması şarttır. Fakat piyasada yer alan sürü yönetim yazılımları yalnızca kendi donanımları ile haberleşmekte, oldukça karmaşık bir arayüz barındırma ve yetiştiricinin iş yükünü arttıracak bir şekilde veri kaydı yaptırmaktadır. Tüm bu handikapların sonucunda kullanıcılara kendi ham verileri yerine yalnızca rapor ve grafik sunmaktadır. Projenin amacı tüm bu handikapları göz önünde bulundurarak öncelikle birebir yetiştiriciler ile ve uzman veteriner hekimler ile bir çiftliğin gerçek temel ihtiyaçları üzerine bir analiz yaparak, bu isteklere cevap verebilecek bir yazılım-donanım ikilisi ortaya çıkarmaktır. Ortaya konan bu donanım ve entegre yazılımın hedefi yetiştiricinin sorularına anında cevap verebilmek, üretilen raporların uzman veteriner hekimlerce değerlendirmesi yapılarak anında müdahalelerde bulunabilmek ve yetiştiricinin yazılım öğrenme ve veri girme iş yükü en aza indirilerek kullanım kolaylığı sağlamaktır.
Proje kapsamında süt sığırcılığı özelinde, süt sağım alanına giren hayvanların otomatik olarak kimlik tespitinin yapılması, her bir hayvanın sağım bilgilerinin otomatik olarak veri tabanına aktarılması ve anlık olarak tüm verilerin izlenebilmesi için nesnelerin interneti tabanlı donanım ve yazılımların geliştirilmesi, ayrıca temassız bir süt ölçer tasarlanması amaçlanmaktadır. Tasarlanan sistem ile süt verimi ayrıntılı bir biçimde raporlanabilecek ve takip edilebilecektir.

Hedef 1: Hayvan kimlik tespiti için RFID etiket okuyucu sistemin geliştirilmesi
Erişilmesi İstenen Sonuç 1: Hayvanların çoklu sağım odasına girişi sırasında RFID kulak küpelerinin RF anten ve RFID okuyucu kart ile okunması, belirlenen kimlik bilgisinin sistem mini bilgisayarına gönderilmesi, mini bilgisayar tarafından kimliği tespit edilen hayvanın sağım odasındaki sırasına göre süt ölçer eşleştirilmesi adımları için gerekli yazılım ve donanımın hazırlanması

Hedef 2: Süt ölçerlerden sağım parametrelerinin gerçek zamanlı okunması
Erişilmesi İstenen Sonuç 2: Sağım sırasında her bir hayvan için süt ölçerlerden anlık sağım parametrelerin okunması ve tüm bilgilerin gerçek zamanlı olarak oluşturulacak veri tabanına aktarımı ve istenen bilgilerin sistem monitöründe görüntülenmesi için nesnelerin interneti tabanlı yazılım ve donanımların hazırlanması

Hedef 3: Veri tabanı ve yapay zekâ destekli raporlama sisteminin oluşturulması
Erişilmesi İstenen Sonuç 3: Hayvanların kimlik ve sağım parametreleri (süt miktarı, sağım süresi vb.) için veri tabanı oluşturulması, oluşturulacak yapay zekâ destekli raporlama yazılımı üreticiye verim raporları ve uyarıların gönderilmesi

Hedef 4: Verilerin izlenmesi için sistem monitörü, web ve mobil arayüzü oluşturulması
Erişilmesi İstenen Sonuç 4: Sağım sırasında gerçek zamanlı olarak sağım odasındaki hayvanların bilgilerinin veri tabanından okunarak sistem monitörü arayüzünün oluşturulması, tüm verilere istenen anda ulaşım için web ve mobil arayüzlerin oluşturulması, ayrıca anlık sistem geri bildirimlerinin tüm arayüzlerde görüntülenmesi için ilgili yazılım bölümlerinin oluşturulması.

Hedef 5: Temassız süt ölçer tasarımı
Erişilmesi İstenen Sonuç 5: Temassız süt ölçer geliştirilmesi ve sağım sistemine entegre edilmesi.
 

PROJENİN BÖLGESEL KATKISI:

Burdur ilinin ekonomisi, büyük ölçüde tarım ve hayvancılığa dayanmaktadır ve nüfusun yaklaşık üçte ikisi bu sektörlerde çalışmaktadır. Ekonomi, %40’ı süt üretimine dayalı hayvancılık faaliyeti ve bunu destekleyen bitkisel üretimden oluşmaktadır. Burdur, %98’i kültür ırkı olan 200 binin üzerinde büyükbaş hayvan varlığına sahiptir ve günlük bin tonun üzerinde süt üretimi ile Türkiye’de 10. sırada yer almaktadır. Ayrıca, Burdur’da koyun ve keçi yetiştiriciliği de önem kazanmıştır ve 400 bin üzerinde küçükbaş hayvan varlığı bulunmaktadır. Kanatlı hayvan yetiştiriciliği de önemli bir sektördür. Hayvancılığa bağlı olarak tarım sektörü gelişmekte olup, tarım makineleri sanayi olumlu yönde önemli ilerleme kaydetmiştir.
Bölgenin tarım ve hayvancılıktaki potansiyeli düşünüldüğünde, yerli dijital teknolojilerin geliştirilmesi hem Burdur hem de ülke açısından ciddi katkılar sunabilecektir.

Daha İyi Hayvan Sağlığı ve Refahı: Dijital teknolojiler, hayvanların sağlık ve refahını izlemek için kullanılabilir. Bu, hayvanların daha iyi bakım görmesini ve sağlıklı bir şekilde büyümelerini sağlar. Aynı zamanda bu, hayvanların daha mutlu ve rahat bir yaşam sürmelerine yardımcı olabilir.

Çiftçilere Yardım: Dijitalleşme, çiftçilere daha fazla bilgi ve yardım sunar. Veri analizi, hastalık belirleme, beslenme takibi gibi konularda çiftçilere rehberlik eder. Bu, çiftçilerin işlerini daha iyi yönetmelerine ve daha iyi kararlar almalarına yardımcı olur.

Daha Az Kayıp: Dijital teknolojiler, hastalıkları erken teşhis edebilir ve bu da hayvan kayıplarını azaltabilir. Çiftçilerin ekonomik olarak daha fazla zarar görmemesini sağlar.

Sürdürülebilirlik: Dijitalleşme, çevresel sürdürülebilirliği teşvik eder. Daha verimli kaynak kullanımı, su ve enerji tasarrufu sağlar. Bu, bölgenin doğal kaynaklarını korumaya yardımcı olur.

Daha İyi Ürünler: Dijitalleşme, hayvanların daha iyi beslenmelerini ve bakımlarını sağlar. Bu da daha kaliteli hayvansal ürünler üretimine olanak tanır.

Eğitim ve İstihdam Fırsatları: Yerli dijital teknoloji geliştirme, bölgenin kendi teknolojik ihtiyaçlarını karşılamasına yardımcı olur. Bu, dışa bağımlılığı azaltır ve yerli işgücü için istihdam fırsatları yaratır. Dijitalleşme, bölgedeki işgücünün yeteneklerini geliştirmek için eğitim fırsatları sunar. Aynı zamanda yeni iş fırsatları yaratır.

Yerel İşbirliği ve Topluluk: Dijitalleşme projeleri, yerel işletmeler, üniversiteler ve topluluklar arasında dayanışma ve işbirliğini teşvik edebilir. Bölge sakinlerinin daha güçlü bir topluluk oluşturmasına yardımcı olabilir.

Sonuç olarak, hayvancılık alanında geliştirilecek yerli teknolojiler, daha iyi hayvan sağlığı, çiftçilere yardım, sürdürülebilirlik, kaliteli ürünler, eğitim fırsatları, bağımsızlık, istihdam, rekabet gücü ve topluluk dayanışması gibi olumlu sonuçlar doğuracaktır. Bu, bölgenin yaşam kalitesini artırmaya yardımcı olacaktır. Birçok sektöre önemli girdiler sağlayarak milli geliri ve kırsal kalkınmayı destekleyen hayvancılık sektörü ülke içindeki kır-kent göç dengesini sağlanmasına katkıda bulunacaktır.
 

PROJENİN TOPLUMSAL KATKISI:

Ülkemizin büyükbaş hayvancılıkta saygın bir yeri olmasına rağmen hayvancılıkta kullanılan teknolojilerin çoğu yurtdışından ithal edilmektedir. Proje kapsamında üretilecek teknolojiler alanında yerli bir çözüm sunacak ve ithalatı azaltmada katkı sunacaktır. Yerli üretici için sunulan teknoloji ithal olanlara nazaran son derece uygun maliyetli ve ulaşılabilir olacaktır.
Ülkemizde yaygın olarak kullanılan veri takip sistem ve yazılımları ENGS Dairy, InterPuls, SCR Dairy, GEA tarafından üretilmektedir. Kimliklendirme ile birlikte süt verimi, kızgınlık takibi, adım sayısı, hastalık takibi gibi çeşitli fonksiyonların eklenip çıkarabileceği ENGS Dairy sisteminin güncel satış fiyatı 150 hayvanlı (kimlik etiketleri, bileklikler vb. dahil olmak üzere) bir tesis için 32.000 ile 50.000 Avro aralığında değişmektedir. Aynı sayıda hayvan için InterPuls sistemi 48.000 Avro, SCR Dairy 54.000 Avro civarında fiyatlanmaktadır. GEA firması ise takip yazılımını sağım sisteminden ayrı olarak satmamaktadır. Bu sistemler genel olarak farklı marka sağım sistemleri ile de çalışmamaktadır. Bu sistemlerden alınan verilerin değerlendirilmesi için çoğu durumda uzman bilgisine ihtiyaç duyulmaktadır. Üreticinin kolaylıkla verilere ulaşabileceği ve verileri değerlendirebileceği ortamlar mevcut değildir. Projede kapsamında gerçekleştirilmesi hedeflenen sistemlerin ithal olanlara göre çok daha uygun fiyatlı ve küçük ölçekli üreticilerin dahi ulaşabileceği düzeyde maliyette olması hedeflenmektedir. Sistemin temel fonksiyonları bireysel süt verimi, hastalık olasılığı takibi ve üreticiye mobil-web ortamlarından kolay veri sağlanması gibi özellikler olacak olup aslında yerli süt üreticisi için en önde gelen ihtiyaçların bunlar olduğu görülmektedir. Bu başlangıç yapısı üzerine adım sayısı, kızgınlık takibi vb. gibi fazladan özelliklerin sonradan eklenmesi mümkün olabilecektir.
TUİK verilerine göre 2022 yılında ülkemizde yaklaşık 10 milyon ton inek sütü üretimi olmuştur. Ülkemizdeki sağmal hayvan sayıları ile ilgili son yıllara ait verilere bakıldığında ise 2019 yılından sonraki durum için resmi bilgi alınamamıştır. Yine TUİK verilerine göre 2019 yılında 600 bine yakın inekten süt elde edilmiştir. 2018 yılı itibariyle 12 bin üzerinde süt sağım tesisi mevcuttur. Yine 2018 yılı içerisinde Tarım ve Orman Bakanlığı tarafından % 50 hibe desteği kapsamında desteklenerek mekanizasyonu sağlanan sağım tesislerinin yalnızca %28’inde elektronik süt ölçer kullanıldığı belirtilmiştir. Dolayısıyla devlet desteği ile kurulan tesislerde bile düşük bir oranda hayvanların bireysel süt verimini takip edebilecek sistemlerin mevcut olduğu görülmektedir. Destek almamış üreticiler için bu oranın çok daha düşük olacağı aşikardır çünkü ilgili sistemin eksikliğindeki ana unsur maliyettir. Üreticiler genel olarak makineli sağım sistemine sahip olsa da hayvanların bireysel verimini takip edecek donanım ve yazılımlara maliyet nedeniyle ulaşamamaktadır. Bireysel verim takibi yapılmadığı için de yeterli süt alınamayan hayvanların bakım maliyetleri toplam maliyeti gereksiz şekilde artırmakta, ayrıca hayvanların genel sağlık duruma dair herhangi takip yapılamamaktadır. Proje kapsamında gerçekleştirilecek otomatik veri kayıt sistemi sayesinde hayvan bireysel verim takibi için yerli sağım sistemi üreticileri ve çiftçilere düşük maliyetli bir çözüm sunulacaktır. Yerli sağım sistemi üreticileri ile de iş birliğinin mümkün olduğu düşünüldüğünde ticarileşme potansiyeli çok yüksek bir ürün ortaya çıkmış olacaktır. Böylece hem ulusal süt üretiminde verimin artışına katkı sunulmuş hem de pahalı ithal sistemlere karşı yerli ikame sağlanmış olacaktır. Piyasada şu an yer alan sürü yönetim yazılımları İsrail, Alman ve Hollanda firmalarına aittir. Bu yazılımlar kendi donanımları ile çiftliklere kurulmakta ve yalnızca kendi sistemleri ile haberleşmektedir. Devlet teşviki ile kurulan çiftlikler için zorunlu tutulan bu yazılımların hem satın alma hem de bakım onarım maliyetleri oldukça yüksektir. Bu nedenle çoğu işletme bu yazılımları ve entegre donanımları ya hiç kullanmamakta ya da belli bir süre sonra donanım arızası veya eksikliği nedeniyle işlevli bir şekilde kullanmamaktadır. Proje kapsamında geliştirilecek olan donanımlar ve bunlara entegre yazılımlar sayesinde yerli bir sürü yönetim sistemi ortaya konacaktır. Bu sayede hayvancılık sektöründe teknolojik alandaki dışa bağımlılığın azaltılması ve işletmelerin daha uygun fiyatlara hem yerli hem de stabil çalışabilen bir sisteme sahip olmaları sağlanacaktır.