Sound Event Detection (SED) verbetert verblijf van proefdieren
Slimme kooi monitort het welzijn van ratten
In het project ‘Efficient Lab Animal moNitoring’ (ELAN) wordt gewerkt aan een innovatief verblijf voor laboratoriumproefdieren, specifiek gericht op ratten. Dit project heeft als doel het natuurlijke gedrag van de dieren te stimuleren en hun stress en frustratie te verminderen, wat zowel hun welzijn als de kwaliteit van wetenschappelijke resultaten ten goede komt.
Brain Builders, één van de vier partners in dit consortium, ontwikkelt voor dit project geavanceerde Sound Event Detection (SED). Met deze technologie worden geluiden direct geïnterpreteerd, met behulp van artificial intelligence. Hierdoor kunnen verzorgers onmiddellijk worden gewaarschuwd bij tekenen van stress of conflict tussen de ratten, waardoor hun welzijn continu wordt gemonitord.
De andere partners in het project zijn: Radboud Universitair Medisch Centrum, Noldus Information Technology en UNO Life Science Solutions.
De resultaten:
Benieuwd naar wat wij voor u kunnen betekenen?
Wij gaan graag met u in gesprek om de uitdaging aan te gaan. Neem contact op en ontdek uw mogelijkheden voor slimme AI oplossingen!
Dit specifieke project is mede mogelijk gemaakt door financiering van de Europese Unie
Uitdaging: optimaliseer inspecties van ratten met AI-technologie
Universiteiten, onderzoeksinstituten, farmaceutische bedrijven en CRO’s staan voor aanzienlijke uitdagingen bij het waarborgen van het welzijn van proefdieren. Steeds strengere wetgeving vereist dat het welzijn van deze dieren voortdurend wordt gecontroleerd en verbeterd. Deze bedrijven moeten ratten drie keer per dag inspecteren, waarbij één keer per dag elke rat afzonderlijk moet worden onderzocht. Dit is een tijdrovende en kostbare taak die veel personeel vereist. Bovendien is handmatige inspectie foutgevoelig; vermoeide of afgeleide verzorgers kunnen gemakkelijk tekenen van stress of ziekte missen, wat de kwaliteit van de onderzoeksresultaten kan beïnvloeden.
Praktische aspecten spelen ook een rol. Zo is het noodzakelijk om de kooien regelmatig te wassen zonder de slimme apparatuur te beschadigen. Daarnaast moeten de kosten van de AI oplossing binnen de perken blijven. Gezien een gemiddeld farmaceutisch bedrijf al snel 1.000 kooien in beheer heeft, lopen de kosten snel op. Brain Builders moet als ketenpartner voor de ontwikkeling van dit product dus ook kostenefficiënt meedenken.
Oplossing: betrouwbare Sound Event Detection op locatie met duizenden ratten
Brain Builders gaat de uitdaging van het ontwikkelen van een betrouwbare Sound Event Detection (SED) voor laboratoria met duizenden ratten graag aan! Op het moment van schrijven is het project net gestart.
Een van de grootste obstakels is het nauwkeurig onderscheiden van verschillende geluiden in een omgeving waar meerdere ratten tegelijkertijd geluid maken. Terwijl andere partijen verantwoordelijk zijn voor de sensoren, microfoons en het onderzoek naar de betekenis van de geluiden, ligt de taak bij Brain Builders om een AI-systeem te creëren dat deze complexe audio-invoer efficiënt kan verwerken.
AI-toepassingen voor het analyseren van ultrasone vocalisaties
De ultrasone geluidsfrequenties van ratten vormen een uitdaging omdat traditionele opnameapparatuur deze niet altijd goed kan vastleggen. Dit vereist niet alleen geavanceerde microfoons, maar ook algoritmen die zeer nauwkeurig de gevoelige microfoondata analyseren. Het systeem moet kleine verschillen in vocalisaties kunnen detecteren die wijzen op stress of agressie. Het is ook belangrijk dat de technologie intelligent genoeg is om te functioneren in een laboratorium met diverse geluiden die de data kunnen vervuilen en valse alarmen kunnen veroorzaken.
Geluiden vertaald naar een praktisch overzicht
De praktische AI-oplossing van Brain Builders zal bestaande datasets en artificial intelligence gebruiken om geluiden te vertalen naar een effectief overzicht. Hierdoor zullen de verzorgers met minimale tijdsinvestering 24/7 goed toezicht kunnen houden op het welzijn van de ratten. Dit systeem zal ervoor zorgen dat eventuele problemen snel worden gedetecteerd en aangepakt, met minimale tijdsinvestering van de verzorgers.
Beoogde resultaat
Zoals eerder aangegeven is dit project op moment van schrijven net uit de startblokken. We delen graag vast de beoogde resultaten van dit gezamenlijke project, dat mogelijk is gemaakt met financiering van de Europese Unie.
Efficiënter
Dankzij de SED-technologie zullen farmaceutische bedrijven hun dagelijkse operaties aanzienlijk efficiënter kunnen uitvoeren. Momenteel moeten ratten nog drie keer per dag worden geïnspecteerd, waarbij één keer per dag elke rat afzonderlijk moet worden onderzocht. Met de introductie van de Sound Event Detection module streven we ernaar de twee globale inspecties te vervangen door continue monitoring. Dit zal resulteren in een aanzienlijke tijdsbesparing voor het personeel.
Duurzamer
De slimme kooien gaan laboratoria helpen duurzamer te werken. Door minder fysieke inspecties nodig te maken, zullen de dieren minder stress ervaren, wat hun gezondheid en welzijn verbetert. Dit kan betekenen er minder dieren nodig zijn voor experimenten. Zo streven we ernaar dat deze technologie bijdraagt aan duurzamere processen in onderzoeksinstellingen.
Door continue monitoring willen we ervoor zorgen dat tekenen van stress of agressie onmiddellijk worden opgemerkt, waardoor verzorgers snel kunnen ingrijpen om problemen te voorkomen. Dit zal het risico op escalaties, die kunnen leiden tot verwondingen bij de dieren of verstoring van experimenten, aanzienlijk verminderen. Net als de kans op menselijke fouten.
Onderscheidend
De integratie van geavanceerde technologieën zal realtime monitoring en analyse mogelijk maken. In tegenstelling tot conventionele kooien, die afhankelijk zijn van periodieke, handmatige inspecties, biedt het systeem waar Brain Builders aan meewerkt een continue en nauwkeurige bewaking van het welzijn van de dieren. Deze proactieve aanpak zal zorgen voor een aanzienlijke verbetering in zowel de kwaliteit van de zorg als de betrouwbaarheid van de onderzoeksresultaten, wat een grote stap voorwaarts betekent voor de sector.
