Аннотация результатов, полученных в 2025 году:
В рамках выполнения работ первого года проекта созданы и оптимизированы алгоритмы для бесконтактной трехмерной реконструкции крупного рогатого скота в движении. Для этого был собран датасет, включающий RGB-D изображения коров, соответствующие RGB изображения, карты глубины и облака точек поверхности тела коров. В результате был разработан и апробирован метод бесконтактной трехмерной реконструкции формы движущегося животного из набора изображений и данных с датчиков глубины, демонстрирующий высокую точность и устойчивость к динамическим изменениям позы и окружающей среды.
На основе реконструированных 3D моделей, включающих RGB изображения, карты глубины и облака точек, была разработана параметрическая трехмерная математическая модель формы тела движущихся животных. В итоге была создана гибкая и адаптивная трехмерная математическая модель формы тела движущихся животных, способная динамически обновляться на основе мультисенсорных данных, что открывает возможности для автоматизированной оценки биометрических показателей животных и мониторинга их состояния.
Опираясь на разработанную 3D модель поверхности движущегося животного, был разработан новый трехмерный дескриптор. Были протестированы различные подходы к извлечению геометрических признаков для создания надежного 3D дескриптора. В результате разработан и валидирован новый трехмерный дескриптор, демонстрирующий высокую степень инвариантности к изменениям освещенности и позы животного.
Для создания банка ДНК экспериментальной группы животных было отобрано 192 образца молока от индивидуальных животных, каждый из которых подвергся комплексному анализу по 23 показателям. Параллельно, для целей генотипирования, было отобрано 192 образца биоматериала в виде ушных выщипов от тех же животных. Таким образом, был сформирован полноценный банк ДНК экспериментальной группы животных, каждый представитель которой имеет детальную характеристику по множеству показателей молочной продуктивности.
Затем, используя ДНК, выделенную и хранящуюся в банке, было проведено генотипирование 192 голов экспериментальной группы. В итоге была создана обширная база данных, включающая материалы исследований по генотипированию всей экспериментальной группы животных (192 головы) по SNP-маркерам. Эта база данных является фундаментальной основой для проведения ассоциативных исследований второго года реализации проекта, оценки генетической предрасположенности к определенным признакам продуктивности и здоровья, а также для реализации геномной селекции.
Параллельно проводилось комплексное исследование морфологических характеристик вымени. Был собран датасет, включающий изображения ультразвуковой диагностики вымени молочных коров, а также термограммы вымени молочных коров в инфракрасном и видимом спектрах до и после молокоотдачи. Данные были дополнены биохимическими индикаторами из образцов молока, собранных на предыдущем этапе. В результате была сформирована комплексная система количественных и качественных индикаторов для последующего полногеномного ассоциативного анализа.
На основе всей собранной и проанализированной информации, включающей генетические данные, показатели молочной продуктивности и морфологические характеристики вымени, был разработана модель для комплексной оценки и сравнения молочной продуктивности. Модель способна учитывать влияние различных периодов лактации на показатели качества молока, объем вымени и количество соматических клеток, а также предсказывать будущую продуктивность.
В рамках выполнения работ по проекту был проведен ряд экспедиционных исследований на ведущих животноводческих предприятиях России, что позволило собрать обширный и детализированный датасет и апробировать разрабатываемые методы и технологии в реальных производственных условиях.
Таким образом, все запланированные работы по гранту за 2025 год были выполнены в полном объеме и с высокой степенью детализации. Разработаны передовые методы 3D реконструкции модели, созданы инновационные математические модели и дескрипторы, сформирован ценнейший генетический и фенотипический банк данных, а также разработана комплексная модель оценки продуктивности.