Un modèle 2D fil de fer pour simuler la démarche des truies sur les sols en béton et détecter les animaux qui boitent
Citation
Yan, X., Zhang, Q., Connor, L., Devillers, N., Dick, K. (2023). A 2D stick model for simulation of sow walking on concrete floors and detection of sow lameness. Biosystems Engineering, [online] 226 99-115. http://dx.doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2022.12.011
Résumé en langage clair
La boiterie est l’une des principales préoccupations de l’industrie porcine liées au bien-être et à la productivité des animaux. La notation visuelle de la locomotion est une méthode courante pour évaluer la démarche des porcs, mais elle est subjective et il peut être difficile d’identifier un cas de boiterie légère. Il est donc nécessaire de mettre au point des méthodes objectives et précises pour détecter la boiterie. Dans cette étude, un modèle 2D fil de fer a été développé pour simuler la démarche des truies et détecter leur boiterie. Dans ce modèle, une truie est représentée par 13 articulations reliées par 12 fils de fer. Les coordonnées du mouvement simulé des 13 articulations durant la marche pourraient être utilisées pour prédire un ensemble sélectionné de paramètres de marche. Il a été conclu que le modèle fil de fer permettait de prédire adéquatement les paramètres de marche, notamment la longueur de la foulée et le temps d’appui des membres antérieurs et postérieurs, la diagonalisé, l’angle du dos et la vitesse de déplacement. Ce modèle pourrait être utilisé pour détecter la boiterie des truies avec une précision supérieure à 92 %. Bien que le modèle 2D fil de fer mis au point dans le cadre de cette recherche soit primitif, il a montré une capacité prometteuse à détecter la boiterie des truies.
Résumé
Un modèle 2D fil de fer a été mis point pour simuler la démarche des truies sur les sols en béton. Le modèle se compose de treize articulations corporelles connectées formant un animal-allumettes qui simule le squelette d’une truie. Les images vidéo de truies portant des marqueurs réfléchissants sur leur corps et marchant le long d’un couloir dont le sol est en béton ont été analysées et traduites en un ensemble de coordonnées 2D. Le mouvement de chaque marqueur, entre autres son déplacement, sa vitesse et son accélération, a été calculé. Le pas de marche a été modélisé en trois étapes consécutives de mouvement : accélération du pied quittant le sol, vitesse constante de balancement du pied et décélération du pied touchant le sol. Le cycle de marche a été séparé en plusieurs intervalles de temps, et les mouvements de chaque articulation durant un intervalle particulier ont été décrits par une combinaison de fonctions polynomiales de premier et de deuxième ordre dans les directions horizontale (x) et verticale (y). Les coordonnées de toutes les articulations ont été calculées dans les directions x et y; les articulations ont ensuite été reliées par la synchronisation des mouvements de chacune d’entre elles durant un intervalle donné. Les coordonnées des articulations durant chaque intervalle ont ensuite été utilisées pour calculer un ensemble sélectionné de paramètres caractéristiques de la marche, y compris la longueur de la foulée et le temps d’appui pour les membres antérieurs et postérieurs, l’aspect diagonal, l’angle du dos et la vitesse de marche. Des critères d’utilisation des paramètres prédits de la démarche ont été établis selon la comparaison des paramètres de marche prédits entre les truies boiteuses et les truies non boiteuses afin de détecter la boiterie des truies. Les résultats ont montré une précision de la détection de la boiterie supérieure à 92 %.