Tenminste, zo zien Chinese wetenschappers dat voor zich. En ze hebben alvast een prototype van zo’n slim koeienhorloge – dat bovendien door de koe zelf van energie wordt voorzien – ontwikkeld.
Een boer wil natuurlijk graag weten hoe het met zijn koeien gaat. Zijn ze gezond? Zijn ze tochtig (oftewel vruchtbaar)? Biedt de omgeving de dieren alles wat ze nodig hebben? Hoeveel beweging krijgt de koe? En hoeveel melk levert deze? Het zijn zomaar wat vragen die een boer graag gemakkelijk beantwoord wil zien, zo weet ook professor Zutao Zhang. “Op een boerderij kan het monitoren van de omgeving en gezondheid van vee ziekten helpen voorkomen en boeren helpen om hun kudde efficiënter te managen.”
Een smartwatch
Maar hoe kun je zowel de omgeving als de koe zelf nu goed en heel gemakkelijk in de gaten houden? Zhang en collega’s hebben daar iets op bedacht. Ze ontwikkelden een smartwatch voor koeien, die aangedreven wordt door de bewegingen van die koeien. Dat is te lezen in het blad iScience. De dieren dragen de smartwatch op hun enkels en voorzien ‘m zelf van energie. En wel door te bewegen. “Er is een enorme hoeveelheid kinetische energie die we uit de bewegingen van vee kunnen halen,” aldus onderzoeker Yajia Pan.
Opladen
De bewegingen van de koe voorzien de smartwatch dus van energie. Maar hoe werkt dat dan precies? In de smartwatch zit een heel kleine pendule die gaat roteren als de koe bijvoorbeeld loopt of rent. Met behulp van magneten worden de door de beweging van de koe ingegeven bewegingen van de pendule nog eens vergroot, waardoor zelfs de kleinere bewegingen van de koe gebruikt kunnen worden om energie op te wekken. “De rotatie-energie van de pendule wordt vervolgens doorgegeven aan een elektromagnetische generator, waarna deze kinetische energie omgezet wordt in elektrische energie,” legt Zhang aan Scientias.nl uit.
Monitoren
De smartwatch – die zo in theorie dus nooit met een lege accu te kampen krijgt – zou in de toekomst kunnen worden ingezet om zowel de koe zelf als de omgeving van de koe nauwlettend in de gaten te houden. “Denk aan het realtime verzamelen van omgevingsdata, zoals de zuurstofconcentratie, de luchttemperatuur en luchtvochtigheid, lawaai, stof, enzovoort,” vertelt Zhang. “Maar ook kan via videobeelden gemonitord worden wanneer het vee eet en drinkt.” Daarnaast kan de smartwatch ook bijhouden waar de koe zich bevindt, hoeveel stappen deze op een dag zet en met welke andere koeien deze optrekt. “Ook kan de gezondheid van elke koe dankzij de smartwatch in detail gemanaged worden, zodat de kans op ziekte sterk verkleind wordt.”
De onderzoekers zien een belangrijke rol weggelegd voor deze smartwatches op de boerderij van de toekomst. “Hierdoor kan er efficiënter met vee gefokt worden en kan vee ook efficiënter gemanaged worden. En dat heeft een positieve impact op het voedselsysteem.”
Vervolgonderzoek
Voor koeien zo’n smartwatch cadeau krijgen, moet er echter nog wel veel werk verzet worden. Zo is nu weliswaar aangetoond dat koeien de smartwatch middels hun bewegingen van energie kunnen voorzien, maar de energie die uit de bewegingen van de koe worden gehaald, moet – zeker met het oog op het feit dat koeien ook graag rusten – nog flink worden opgekrikt. Daarnaast moeten in de smartwatch verschillende systemen geïntegreerd worden. Naast het systeem dat de bewegingen van de koe omzet in elektrische energie gaat het dan bijvoorbeeld ook om een systeem dat overtollige energie voor een later moment kan opslaan en sensoren die informatie kunnen verzamelen en naar een centraal netwerk versturen voor analyse. “Het ontwikkelen van zo’n compleet systeem is een uitdaging,” erkent Zhang. Zeker ook omdat de smartwatch ondertussen niet te zwaar en groot mag worden; de koe mag geenszins door de smartwatch gehinderd worden.
En zo is er dus nog wel wat werk aan de winkel. Maar het is volgens Zhang meer dan de moeite waard om die uitdaging aan te gaan. En wel omdat het er uiteindelijk toe kan leiden dat de voedselketen – waarin boerderijen een belangrijke rol spelen – transparanter en intelligenter wordt gerund.
En mochten de smartwatches de boerderij uiteindelijk toch niet halen, is al het werk ongetwijfeld niet voor niets geweest. Zo zouden ook mensen baat kunnen hebben bij een smartwatch die door hun eigen bewegingen wordt aangedreven. Zo wijzen experimenten – waarbij de smartwatch bij mensen om de pols werd vastgemaakt – uit dat een licht joggende beweging al genoeg is om de smartwatch van de energie te voorzien die nodig is om temperatuurmetingen uit te voeren. Zo’n door menselijke bewegingen aangedreven smartwatch zou gebruikt kunnen worden om de sportprestaties of gezondheid van mensen te monitoren, zo stellen de onderzoekers. Of ons zelfs om kunnen toveren tot een netwerk van wandelende, draadloze sensoren waardoor geen enkele verandering in onze omgeving ons meer ontgaat.
