Growing Ideas: precisiesensoren zijn melkkoe voor zuivelindustrie

Sensor werpt licht op gezondheid melkvee

Wat begon als vader-dochterproject groeide uit tot een revolutionaire ontdekking voor de zuivelindustrie. Met sensationele sensoren zorgt SomaDetect voor gezondere koeien en betere melk.

Melk, boter, kaas … Wereldwijd is zo’n tien procent van onze eiwitinname afkomstig van zuivel. Van India tot aan Noorwegen zijn melkproducten een belangrijk onderdeel van het ons voedingspatroon. Maar melkproductie kost veel tijd en geld; de duurzaamheid en efficiëntie van de industrie moet dus verbeterd worden. En op dat gebied heeft het Canadese SomaDetect heel wat in de melk te brokkelen. De start-up past het Internet of Things en kunstmatige intelligentie toe op de boerderij en wil daarmee melk beter en koeien gezonder maken. Het bedrijf combineert sensoren die lichtverstrooiingstechnieken gebruiken met data en zogeheten ‘deep learning’, een geavanceerde vorm van kunstmatige intelligentie. Zo wordt de gezondheid van het melkvee en de kwaliteit gemeten, en de melkproductie enorm versneld.

Data, lights, action!

“Ik groeide op met een inventieve, ondernemende vader”, zegt Bethany Deshpande, CEO van SomaDetect. “Als biofysicus houdt hij zich al zolang ik me kan herinneren bezig met de toepassing van lichtverstrooiing. Op den duur begon hij melk te gebruiken om zijn sensor te ijken. Dat bracht hem op een idee: hij kon lichtverstrooiing óók gebruiken om ingrediënten en bestanddelen in melk en andere vloeistoffen te detecteren.”

Deshpande raakte betrokken bij deze plannen en toen ze de technologie in de smiezen kreeg, ontdekte ze tegelijkertijd een grote afzetmarkt. “Toen we de technologie ook nog uitbreidden met ‘machine learning’ en kunstmatige intelligentie, konden we meer deeltjes identificeren dan we ooit hadden gedacht.”

Melkinstallatie van de Amerikaanse Cornell-universiteit waarop de sensoren zijn geïnstalleerd.

De sensoren worden in de standaard melkapparatuur geïnstalleerd. Daar zendt het lichtstralen door de melk, waarbij bepaalde deeltjes geraakt worden. De deeltjes zenden het licht weer een andere kant op, waardoor het licht verspreidt en geabsorbeerd of gereflecteerd wordt. Afhankelijk van het deeltje dat het raakt, verandert de intensiteit van het licht. Met deze ‘licht-informatie’ voert de computer relevante data over de deeltjes in, waarmee deep learning-algoritmes de aanwezigheid en concentratie van belangrijke stoffen in de rauwe melk voorspellen. Zo kunnen vet- en eiwitgehaltes worden bepaald en antibiotica en progesteron worden opgespoord. Met deze gegevens brengt het de melkkwaliteit en de meest voorkomende ziektes bij het melkvee – zoals mastitis, ketose en zuurvergiftiging – direct aan het licht.

“Boeren krijgen tijdens het melken ‘realtime’ data van elke koe”

- Bethany Deshpande, SomaDetect

Verkoudheid

De technologie is een gamechanger voor de industrie, omdat melkveehouders ook daadwerkelijk iets kunnen met de data die ze ontvangen. Ze weten het direct wanneer een koe ziek is of als er iets niet pluis is met de melk. Dit kan een heilzaam effect hebben op de gezondheid van de koeien en de kwaliteit van de melk. Deshpande: “Wij vinden het effectiever om een verkoudheidje te bestrijden dan een longontsteking te behandelen. Momenteel ontvangen melkveehouders zeswekelijks data over hun vee en melkproductie van het laboratorium. Met onze sensoren ontvangen ze ‘realtime’ data van elke koe, elke keer dat ze melken, op elk apparaat dat ze maar willen. Bovendien is het kostenbesparend. Er hoeft geen melk naar het laboratorium, waardoor ze kosten voor metingen, reactiemiddelen of chemicaliën besparen.”

De voordelen voor melkveehouders zijn eindeloos. Met de sensor zien ze tijdig dat hun koe ziek is, waardoor ze haar niet hoeven te melken. Maar ze kunnen ook nieuwe voederdoseringen bijhouden, antimicrobiële besmetting tegengaan en gegevens delen met dierenartsen.

“Melkveehouders zijn geen experts in ‘deep learning’, en vice versa”

- Bethany Deshpande, SomaDetect

Leercurve

Volgens Deshpande verdienen melkveehouders in het eerste jaar van het gebruik hun investering al terug. Maar ze herinnert zich wel dat het een hele opgave was om de voordelen van deep learning te verkopen aan deze doelgroep. “De meeste melkveehouders zijn geen experts in deep learning en vice versa. Het was een interessante uitdaging om beide werelden te verenigen op de boerderij. Zelf heb ik veel moeten leren over het boerenleven. Een winstgevende melkveehouderij runnen is een complexe opgave. Kalveren grootbrengen, koeien melken, voedsel produceren en zieke koeien verzorgen – het heeft nogal wat voeten in de aarde. Ik leer elke keer weer nieuwe dingen.

“De early adopters verwelkomden ons met open armen”, vervolgt ze. “Die pioniers zetten zich in om de zuivelindustrie te verduurzamen. Dankzij deze samenwerking konden we ons verhaal aanscherpen tot de essentie overbleef.”

De eerste sensoren worden momenteel op de boerderijen geïnstalleerd. Een spannende tijd voor SomaDetect en de dertig early adopters die met het bedrijf in zee gaan. “De komende maanden zullen we nauw samenwerken met onze early adopters”, zegt Deshpande. “We ronden de algoritmes af, meten het rendement van de investeringen van de boeren en zorgen dat onze voorzieningen de beste kwaliteit hebben.”

FoodBytes! is een initiatief van de Rabobank dat agrifood-start-ups met industrieleiders en investeerders verbindt. Inschrijven voor FoodBytes! San Francisco, op 27 maart 2019, is inmiddels mogelijk. Lees meer.