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为解决奶牛疾病早期检测问题，研究人员开展 “奶牛在自动过道系统中位置对红外热成像（IRT）测量眼温和乳房温度的影响” 研究。结果显示，奶牛体位显著影响测量温度，可能掩盖疾病信号。该研究对优化自动检测系统意义重大。
在现代化奶牛养殖中，疾病、损伤和应激对奶牛福利和生产效率的负面影响不容小觑。比如，牛呼吸道疾病、乳腺炎、跛足等疾病频发，运输等应激事件也时有发生。若能及时发现并治疗，不仅能提升奶牛福利，提高治愈率，还能减少生产损失。但传统依靠饲养员的早期检测方式，在如今牛群规模不断扩大、农业劳动力减少的情况下，变得越来越难以实现。
与此同时，传感器技术虽有所发展，像加速度计、皮下温度计等设备不断涌现，但它们的可靠性和准确性仍有待提高。在众多监测手段中，监测奶牛个体体温是个不错的办法，因为体温升高往往是奶牛应对疾病、跛足或应激刺激的正常反应。而红外热成像（IRT）技术，凭借其有效、无创且可自动化的优势，成为了监测奶牛体温的有力工具。它能检测物体表面发出的不可见中长波红外辐射，这与物体表面温度直接相关，还能安装在农场现有设施上，对过往奶牛进行多区域频繁或连续监测。
然而，要让 IRT 技术更好地发挥作用，还得搞清楚那些会影响其测量温度准确性的因素。环境因素（如风速、湿度、环境温度）、动物自身因素（如皮肤和毛发颜色、体表污垢）以及相机设置因素（如相机与测量表面的距离和角度）都会对测量结果产生影响。在本研究中，研究人员聚焦于相机设置因素。虽说大家都知道要规范距离和角度，但对于自由活动的奶牛来说，做到这一点谈何容易。因为奶牛体表不规则、不平整，导致入射角难以预测。虽说可以通过限制奶牛活动来提高规范性，但这又会影响技术的自动化和无创性。于是，自动过道系统应运而生，它在一定程度上规范了奶牛的行动路径，可奶牛在通过系统时，相机与感兴趣身体部位的距离和角度还是会发生变化，而这种变化对测量温度的影响有多大，此前却无人知晓。
为了弄清楚这个问题，来自 Agri - Food and Biosciences Institute（AFBI）农场（位于英国北爱尔兰唐郡希尔斯伯勒）的研究人员开展了一项研究。他们对 197 头泌乳期的荷斯坦 - 弗里生奶牛进行了研究，在奶牛挤奶后自由通过称重桥时，利用安装在称重桥两侧的 FLIR A310 热像仪从两侧拍摄奶牛的图像。研究人员重点关注了眼睛中心、乳房和乳头区域这三个常用于热成像检测疾病和应激的身体部位。
研究人员在实验过程中用到了以下几个主要关键的技术方法：一是使用已按照相关标准校准的 FLIR A310 热像仪采集图像；二是运用特定软件（Agricam AFBI Tool）手动提取眼睛温度，自动获取最大乳房温度和最大乳头区域温度；三是通过线性混合效应模型在 R 软件（版本 4.1.3）中对数据进行统计分析。
下面来看看具体的研究结果：
- 眼中心温度：奶牛的位置类别对测量的眼中心温度有显著影响。以左眼为例，从位置类别 1 到 4，估计边际均值总共升高了 1.2oC，从位置类别 5 到 9 则总共下降了 2.2oC。右眼也呈现出类似的变化趋势。而且，眼中心温度并非在眼睛与相机距离最小时达到最高，而是在位置类别 4 和 5 时达到峰值。
- 最大全乳房温度：位置类别同样对全乳房温度有显著影响。在左侧，乳房温度从位置 1 到 3 升高了 1.1oC，右侧升高了 2oC，之后两侧均从位置 3 到 4 有所下降。不同位置类别之间的温度差异明显。
- 最大乳头区域温度：位置类别对最大乳头区域温度的影响也十分显著。左侧温度从位置 1 到 2 升高了 0.4oC，从位置 3 到 4 下降了 0.6oC；右侧从位置 1 到 3 升高了 1.5oC，之后有所下降。左右两侧不同位置类别的温度差异均具有统计学意义。
综合研究结果和讨论部分，该研究发现奶牛相对于相机的位置会显著影响 IRT 测量的眼、乳房和乳头区域的温度，且这些温度差异足以掩盖或被误判为奶牛对压力或疾病的生理反应。例如，测量的眼中心温度变化幅度与疾病、应激或疼痛引起的实际体温变化幅度相当。这一结果对于自动过道热成像系统的应用意义重大，它表明当前的自动过道系统虽然在一定程度上规范了奶牛的位置，但仍需更严格的标准化措施，以减少非生理因素导致的温度测量变化。不过，更严格的标准化可能会减少数据采集量，这就需要在实际应用中权衡诸如身体部位位置标准化程度、连续图像采集的最小间隔以及预期疾病相关温度升高幅度等因素。
总的来说，这项研究为进一步优化自动过道系统提供了重要依据，有助于提高利用 IRT 技术检测奶牛应激或健康问题的准确性，对奶牛养殖行业的健康发展有着积极的推动作用。该研究成果发表在《animal》上，为相关领域的研究提供了有价值的参考。
