تجزيه وتحليل عملكرد توليدمثلي گاوهاي شيرده در گله هاي بزرگ شيري با استفاده از الگوريتم هاي يادگيري ماشيني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم دامي

كارشناسي ارشد

درحالي‌كه مطالعات متعددي استفاده از يادگيري ماشيني را براي مدل‌سازي وزن و رشد حيوانات بررسي كرده‌اند، اكثر آنها به مجموعه‌داده‌هاي جمع‌آوري‌شده تحت شرايط كنترل‌شده متكي هستند و توجه محدودي به تنوع و ناهماهنگي داده‌هاي مزرعه در دنياي واقعي دارند. الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين (ML) تجزيه‌وتحليل داده‌ها را در بخش‌هاي مختلف متحول كرده‌اند و ابزارهاي قدرتمندي را براي استخراج بينش، پيش‌بيني و خودكارسازي فرآيندهاي پيچيده ارائه مي‌دهند. اين پژوهش باهدف بررسي عوامل مؤثر بر سه شاخص كليدي توليدمثلي روزهاي باز (OD)، موفقيت در اولين تلقيح (FSPC) و فاصله‌زايش تا نخستين تلقيح (DFS) در گاوهاي شيري هلشتاين و پيش‌بيني هر يك با استفاده از يادگيري ماشين انجام شد. در اين مطالعه داده‌هاي مربوط به گله‌هاي صنعتي گاوشيري از استان‌هاي مختلف ايران طي دوره‌اي 15ساله جمع‌آوري و پس از بررسي داده‌ها، 707282 ركورد از 282524 دام براي تحليل استفاده شد. به‌منظور پيش‌بيني شاخص‌هاي توليدمثلي، الگوريتم XGBoost در محيط پايتون پياده‌سازي گرديد و براي آن 30 ويژگي پيش‌بيني‌كننده شامل متغيرهاي توليدي، مديريتي، فصلي و سلامتي استفاده شد. پس از پيش‌پردازش و ويرايش داده‌ها با روش ±3 انحراف معيار با استفاده از كتابخانه پانداس در پايتون، اطلاعات به نسبت 80 به 20 به مجموعه‌هاي آموزش و آزمون تقسيم شد. تنظيم فراپارامترها با استفاده از روش GridSearch انجام گرفت و مدل‌هاي نهايي بر اساس داده‌هاي آزمون ارزيابي شد. براي سنجش عملكرد مدل رگرسيون بوستينگ از معيارهاي جذر ميانگين مربعات خطا، ضريب تعيين و ميانگين خطاي مطلق استفاده شد. براي ارزيابي گراديان بوستينگ طبقه بندي شده از معيارهاي صحت، F1-Score و AUC-ROC به‌عنوان معيارهاي اصلي و از ماتريس سردرگمي، گزارش طبقه‌بندي و حساسيت به‌عنوان معيارهاي تفصيلي استفاده شد. نتايج نشان داد عواملي مانند تعداد تلقيح، فصل زايش، نوبت زايش و سيستم مديريتي گله‌ها نقش تعيين‌كننده‌اي در عملكرد توليدمثلي گاوهاي شيري دارند. همچنين مشاهده شد گاوهاي پرتوليد مي‌توانند عملكرد توليدمثلي مطلوبي داشته باشند مشروط بر آن كه امكان هماهنگي بين توليد بالا و سلامت توليدمثلي وجود داشته باشد. اين پژوهش نشان داد كه با استفاده از داده‌هاي گله‌هاي گاوشيري در سيستم‌هاي مديريتي گله‌ها مي‌توان به طور دقيق شاخص‌هاي كليدي توليدمثلي را پيش‌بيني و راهكارهاي مديريتي هدفمندي براي بهبود عملكرد گله ارائه نمود.

237995

ژنتيك و اصلاح دام وطيور

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان