Sztuczna inteligencja na straży jakości mleka
Hurtowi odbiorcy mleka będą mogli szybko i skutecznie sprawdzić, czy dostarczany do mleczarni surowiec nie jest oszukany. W Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego (SGGW) opracowano metodę, która to umożliwi.
Autorzy nowego rozwiązania podkreślają, że jego zastosowanie umożliwi wyeliminowanie tzw. fraudów mleka już na pierwszym etapie łańcucha dostaw.
W SGGW powstała technologia wykrywania oszustw, do jakich może dochodzić na etapie dostaw surowego mleka do mleczarni.
Nowe rozwiązanie o nazwie MFA (skrót z języka angielskiego Milk Fraud Analyzer) opiera się na sztucznej inteligencji i sieciach neuronowych. Jego twórcą jest zespół dr. hab. Marcina Gołębiewskiego, prof. SGGW, Dyrektora Instytutu Nauki o Zwierzętach.
Podpowiadali jak zrobić dobry TMR
– Opracowana metoda pozwala w sposób automatyczny sprawdzić, czy mleko przed dostarczeniem do mleczarni zostało odwirowane w celu usunięcia z niego komórek somatycznych. Do tego procederu zazwyczaj dochodzi, gdy producenci chcą ukryć fakt, iż pochodzi ono od chorych krów – wyjaśnia prof. Marcin Gołębiewski dodając:
– Trzeba tu dodać, że obecnie tego rodzaju nielegalny proceder jest praktycznie całkowicie niewykrywalny przy zastosowaniu standardowych procedur analitycznych. Nasza metoda proponuje zupełnie inne podejście, ponieważ nie analizujemy składu chemicznego lecz prowadzimy zautomatyzowaną analizę frakcji tłuszczowej mleka z wykorzystaniem mikroskopowego obrazu jego próbki i specjalnie wytrenowanej sieci neuronowej.
Na czym polega fraud mleka?
Obowiązujące w branży mleczarskiej normy wskazują, że na jeden mililitr surowego mleka nie powinno przypadać więcej niż 400 tys. komórek somatycznych.
Komórki somatyczne to przede wszystkim leukocyty (żywe i obumarłe), czyli podstawowe elementy układu odpornościowego organizmu.
Cena mleka w styczniu nieco spadła
Wysokie stężenie leukocytów w mleku wskazuje, że pochodzi ono od krowy, u której rozwinął się stan zapalny gruczołu mlekowego.
Gdy choruje jedna krowa, a mleko pochodzi od wielu osobników, problem jest mniejszy, ponieważ nienormatywny surowiec ulega rozcieńczeniu.
Gorzej, gdy choruje więcej osobników lub całe stado. Wówczas ilość komórek somatycznych w udoju przekracza dopuszczalne normy, niekiedy kilkukrotnie.
Taki surowiec nie powinien być poddawany dalszej obróbce, zgodnie z procedurami produkcji właściwymi dla przyjętych norm mleka konsumpcyjnego.
Niektórzy producenci, wiedząc o tym, że mleko pochodzi od chorych zwierząt, chcąc je zbyć, próbują oszukać aparaturę badawczą i w tym celu odwirowują mleko.
Wydajność i liczba krów pod oceną wzrosły
W wyniku takiego zabiegu komórki somatyczne ulegają wytrąceniu, osadzając się na łopatkach i elementach wirówki. W konsekwencji w laboratorium mleczarni na cytometrze przepływowym zostanie wykazana prawidłowa ilość komórek somatycznych i mleko od chorych krów zostanie dopuszczone do dalszego przetwarzania.
Rezultatem wirowania mleka jest zniszczenie w nim otoczek fosfolipidowych, potocznie zwanych kuleczkami tłuszczowymi. Te struktury pękają i niszczeją, przez co ma ono niższą wydajność w dalszym przerobie. Jakość takiego surowca diametralnie się obniża.
– Fraud oparty na odwirowaniu komórek somatycznych prowadzi nie tylko do oszukania producentów żywności i dopuszczenia do produkcji mleka od chorych krów, ale także wpływa na obniżenie jakości surowca i produktów, które są z takiego odwirowanego mleka wytwarzane. Nasze rozwiązanie skutecznie temu przeciwdziała, ponieważ potrafi niemal automatycznie ujawnić oszustwo – dodaje prof. Marcin Gołębiewski.
Sztuczna inteligencja i sieci neuronowe
Aby wykryć fraud mleka oparty na wirowaniu, wystarczy przyjrzeć się kuleczkom tłuszczowym zawartym w surowcu. Choć badanie wydaje się proste, jak dotąd do jego wykonania odbiorcy mleka potrzebują wsparcia specjalistów oraz odpowiedniego sprzętu, przede wszystkim mikroskopów.
Branża mleczarska Polski i Ukrainy o ryzyku utraty rynku
Opracowany na SGGW system MFA usprawnia i przyśpiesza cały ten proces, jednocześnie poprzez zastosowanie sieci neuronowej ma on z czasem zmniejszać skalę błędnych odczytów.
– Milk Fraud Analyzer zastępuje oczy człowieka i przyśpiesza analizy. Badanie sprowadza się do przygotowania i zaaplikowania próbki mleka do badania mikroskopowego oraz wykonania zdjęcia takiej próbki – tłumaczy prof. Marcin Gołębiewski dodając:
– Fotografia trafia do naszego systemu, gdzie jest poddawana automatycznej analizie. Ta bazuje na algorytmach, sztucznej inteligencji i sieci neuronowej. MFA natychmiast weryfikuje przesłany obraz i odsyła informację zwrotną ma temat tego, czy badane mleko było odwirowane.
Skuteczność wykrycia fraudów mleka za pomocą rozwiązania MFA przekracza 85%, co przy początkowym stadium tego systemu należy uznać za bardzo wysoki wskaźnik.
Takie badanie można wykonywać z wysoką częstotliwością praktycznie dla każdej dostawy świeżego mleka.
Zaprezentowali przestronną, wygodną i nowoczesną oborę wyposażoną w roboty
– Obecnie kontrolne badania jakościowe pod kątem wirowania mleka są wykonywane wyrywkowo, raz, dwa razy na tydzień. Przez usprawnienie analiz odbiorcy mleka mogliby znacznie uszczelnić system kontroli i z czasem całkowicie wyeliminować przypadki oszustw – mówi prof. Marcin Gołębiewski i dodaje:
– Poza tym warto podkreślić, że do przeprowadzenia analiz naszą metodą nie potrzeba zaangażowania specjalistów. Wystarczy tylko dobrze przygotować próbkę do mikroskopowego badania i wysłać zdjęcie.
Opracowany na SGGW system działa zarówno jako usługa sieciowa (SaaS), jak i w tradycyjnym modelu on-premise.
W tym pierwszym przypadku użytkownik nie posiada oprogramowania, tylko wysyła wykonane przez mikroskop fotografie przez Internet, po czym otrzymuje informację zwrotną.
W drugim modelu użytkowania, oprogramowanie można zainstalować u siebie na wydzielonym serwerze.
Fraudy mleka, które polegają na odseparowaniu komórek somatycznych, są dla branży mleczarskiej poważnym wyzwaniem ze względu na trudność w wykryciu oszustwa.
Nie ma precyzyjnych danych na temat skali procederów wirowania mleka, ale szacuje się, że w Polsce od 10 do 15% surowca przed oddaniem do mleczarni jest odwirowane.
Więcej informacji na temat hodowli bydła oraz produkcji mleka znajdziesz w magazynie "Hoduj z Głową Bydło" ZAPRENUMERUJ
Książki warte polecenia: Sygnały racic|Rozród - Praktyczny przewodnik zarządzania rozrodem (Cow Signals)
