Sivut

4.6.2025 Laitteiston valmistelu hevosten äänten keräämistä ja tulkintaa varten

Mitä tapahtuu, kun hevoset ovat yksin tallissa? Onko kaikki kunnossa? Tarvitseeko talliin asennettuja kameroita seurata jatkuvasti? Entä jos järjestelmä voisi havaita ongelmatilanteet ja ilmoittaa niistä meille? Tekoälyä talleille -hankkeen tavoitteena on kehittää tekoälyjärjestelmä, joka tunnistaa tallissa pidettävien hevosten tekemät epätavalliset äänet. Malli, joka tunnistaa esimerkiksi stressin, kivun ja ahdistuksen pelkkien äänten perusteella, parantaa eläinten hyvinvointia ja helpottaa hoitoa.

Datan kerääminen

Ensimmäinen vaihe on kerätä suuri määrä ääni- ja videodataa. Tavoitteena on opettaa koneoppimismallille, milloin hevosen ääni voi viitata ongelmaan. Tämä edellyttää satoja tunteja raakadataa erilaisista tilanteista.

 

Valvontaolosuhteet: Hallittu tiedonkeruu tallissa

Ensimmäinen tallennusympäristö rakennetaan Rauhalahden ratsastuskoulun talliosastolle, jossa on seitsemän hevosta. Alkuperäinen suunnitelma oli tallentaa yleisääniä (ambience), mutta havaitsimme nopeasti, että yksittäisten hevosten poikkeavien äänten tunnistaminen yleisestä taustamelusta olisi haastavaa. Siksi päätimme kuunnella hevosia yksitellen.

Kuva 1: Tallennusympäristön suunnittelu

 

Suunnitellut laitteet

Shotgun-mikrofoni (suuntaava mikrofoni)

Mikrofonivalinta oli yksi tärkeimmistä ja eniten tutkituista osista. Tavoitteenamme on tallentaa jokaisen hevosen äänet erikseen. Valitsimme Rode Videomic Go II -shotgun-mikrofonin, koska se on:

  • Kompakti (12 cm) ja huomaamaton – ei kiinnitä hevosten huomiota
  • Yhteensopiva Raspberry Pi:n kanssa USB-liitännän kautta
  • Superkardioidi-suuntaavuus: tallentaa ääntä vain kohdesuunnasta
  • Kondensaattoritekniikka: tallentaa selkeästi äänet 50 cm – 1 metrin päästä
  • Kestävä: kestää talliympäristöön asennettuna

Kuva 2: VideoMic GO II (https://rode.com/en/microphones/on-camera/videomic-go-ii)

 

Päivä- ja yönäköinen kamera

Äänten merkityksen ymmärtämiseksi niihin liitetään videokuvaa. Käyttöön valitaan Arducam 2MP IMX462 Day and IR Night Vision USB Camera, koska se:

  • Toimii myös pimeässä IR-valolla
  • Kestävä metallirunko tallikäyttöön
  • Videota ei käytetä suoraan tekoälyssä, vaan äänten merkityksen tulkitsemiseen (labeling)

Kuva 3: Arducam Day and IR Night Vision Camera (arducam.com)

 

Raspberry Pi -minitietokoneet

Tietojen keräämiseen käytetään edullisia ja skaalautuvia Raspberry Pi -laitteita:

  • Pienikokoisia – voidaan asentaa yksittäisille hevosille
  • Pystyvät tallentamaan dataa luotettavasti

Kuva 4 : Raspberry Pi 5 Aloituspakkaus  (https://raspberrypi.dk/)

 

4G/5G-reititin

Kerätty data siirretään Savonia-ammattikorkeakoulun tehokkaalle NVIDIA DGX -palvelimelle mobiiliverkon kautta. Tähän tarkoitukseen lainataan Digicenterin reititintä. ZTE MU5001 4G/5G-reititin on laite, jota käytämme tässä vaiheessa.

Kuva 5 : ZTE MU5001 4G/5G-Reititin (www.ztedevices.com)

 

Tekoäly tarvitsee esimerkkejä oppiakseen

Jotta tekoäly osaa erottaa normaalit ja epätavalliset äänet, meidän on kerrottava sille, mitä kukin ääni tarkoittaa. Tätä kutsutaan "annotoinniksi" eli datan leimaamiseksi. Tarvitsemme videokameroita, jotta voimme tarkasti yhdistää tallennetun äänen siihen tapahtumaan, johon se liittyy: esimerkiksi potkaiseeko hevonen, liikkuuko se, vai tapahtuuko jotakin muuta. Näin saamme varmuudella oikeat merkinnät koulutusdataan, mikä on tekoälymallin toimivuuden kannalta olennaista.

Kuva 6 : Esimerkkejä äänten merkitsemisestä videotallenteita apuna käyttäen

 

Nykytilanne ja seuraavat vaiheet

Projektin laitteiston hankinta on käynnissä. Suunnittelemme järjestelmän käyttöönottoa kesällä. Tavoitteena on rakentaa järjestelmä, joka kerää laadukasta ääni- ja videodataa vuorokauden ympäri.

 

Yhteenveto: Ensin laadukas data, sitten tekoäly

Tekoälyjärjestelmän onnistuminen riippuu laadukkaasta ja oikein merkitystä datasta. Siksi laitevalinnat ovat olleet tämän projektin kulmakivi. Tavoitteenamme on opettaa koneelle hevosen "kieli" – jotta se osaa kertoa meille, kun jokin ei ole kunnossa.

 

 

© Suomen Hevostietokeskus ry. Tekstin ja kuvien julkaiseminen ja kopiointi ilman lupaa on kielletty.
Tuote on lisätty koriin
Tuote on lisätty koriin

Siirry ostoskoriin
Tallennettu ostoskori ladattu

[CART NAME]

Siirry ostoskoriin
Tallennettu ostoskori poistettu

[CART NAME]

OK

Tilaa uutiskirje

Tilaamalla uutiskirjeen saat tärkeimmät tiedotteemme sähköpostiisi.

© 2020 Suomen Hevostietokeskus ry  |  Sivusto atFlow