A Heuristic and Data Mining Model for Predicting Broiler House Environment Suitability
Documento
Informações
Título
A Heuristic and Data Mining Model for Predicting Broiler House Environment Suitability
Título (EN)
A Heuristic and Data Mining Model for Predicting Broiler House Environment Suitability
Autor(es)
Angel Antonio Gonzalez Martinez, Irenilza de Alencar Nääs, Thayla Morandi Ridolfi de Carvalho-Curi, Jair Minoro Abe and Nilsa Duarte da Silva Lima
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
The proper combination of environment and flock-based variables plays a critical role in broiler production. However, the housing environment control is mainly focused on temperature monitoring during the broiler growth process. The present study developed a novel predictive model to predict the broiler (Gallus gallus domesticus) rearing conditions’ suitability using a data-mining process centered on flock-based and environmental variables. Data were recorded inside four commercial controlled environment broiler houses. The data analysis was conducted in three steps. First, we performed an exploratory and descriptive analysis of the environmental data. In the second step, we labeled the target variable that led to a specific broiler-rearing scenario depending on the age of the birds, the environmental dry-bulb temperature and relative humidity, the ammonia concentration, and the ventilation rate. The output (final rearing condition) was discretized into four categories (‘Excellent’, ‘Good’, ‘Moderate’, and ‘Inappropriate’). In the third step, we used the dataset to develop tree models using the data-mining process. The random-tree model only presented accuracy for predicting the ‘Excellent’ and ‘Moderate’ rearing conditions. The decision-tree model had high accuracy and indicated that broiler age, relative humidity, and ammonia concentration play a critical role in proper rearing conditions. Using a large amount of data allows the data-mining approach to building up ‘if–then’ rules that indicate suitable environmental control decision-making by broiler farmers.
Resumo
A combinação adequada entre variáveis ambientais e relacionadas ao lote desempenha um papel fundamental na produção de frangos de corte. No entanto, o controle do ambiente de alojamento concentra-se, principalmente, no monitoramento da temperatura durante o processo de criação. Este estudo desenvolveu um modelo preditivo inovador para prever a adequação das condições de criação de frangos de corte (Gallus gallus domesticus) utilizando um processo de mineração de dados baseado em variáveis ambientais e do lote. Os dados foram coletados em quatro galpões comerciais de frangos de corte com ambiente controlado. A análise foi realizada em três etapas. Na primeira, foi conduzida uma análise exploratória e descritiva dos dados ambientais. Na segunda, a variável-alvo foi rotulada para representar um cenário específico de criação, considerando a idade das aves, a temperatura de bulbo seco e a umidade relativa do ar, a concentração de amônia e a taxa de ventilação. A variável de saída (condição final de criação) foi discretizada em quatro categorias: Excelente, Boa, Moderada e Inadequada. Na terceira etapa, o conjunto de dados foi utilizado para desenvolver modelos de árvores de decisão por meio de técnicas de mineração de dados. O modelo de árvore aleatória apresentou acurácia apenas para prever as condições de criação Excelente e Moderada. Já o modelo de árvore de decisão apresentou elevada acurácia e indicou que a idade das aves, a umidade relativa do ar e a concentração de amônia desempenham papel crítico na determinação de condições adequadas de criação. A utilização de um grande volume de dados permitiu que a abordagem de mineração de dados construísse regras do tipo "se–então", capazes de orientar a tomada de decisão dos produtores quanto ao controle ambiental mais adequado para a criação de frangos de corte.
Palavras-chave
broiler production; machine learning; random-tree; decision-tree; environmental temperature; ammonia concentration; relative humidity
Fonte/doi
Direito de Acesso
Acesso Aberto
Financiamento
Smart Broiler
Publicado em
MARTINEZ, Angel Antonio Gonzalez; NÄÄS, Irenilza de Alencar; CARVALHO-CURI, Thayla Morandi Ridolfi de; ABE, Jair Minoro; LIMA, Nilsa Duarte da Silva. A heuristic and data mining model for predicting broiler house environment suitability. Animals, v. 11, n. 10, artigo 2780, 2021.