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Enregistrement W4411140005 · doi:10.3168/jds.2024-25970

Predicting reticuloruminal pH and subacute ruminal acidosis of individual cows using machine learning and Fourier-transform infrared spectroscopy milk analysis

2025· article· en· W4411140005 sur OpenAlexaffabout
T Touil, François Huot, S. Claveau, A. Bunel, D.E. Santschi, R. Gervais, É R Paquet

Notice bibliographique

RevueJournal of Dairy Science · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueSpectroscopy and Chemometric Analyses
Établissements canadiensSte. Anne's HospitalAgriculture and Agri-Food CanadaUniversité Laval
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAcidosisFourier transform infrared spectroscopyChemistryFourier transformAnimal scienceFood scienceInternal medicineMedicineMathematicsBiologyPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Low reticuloruminal pH (rpH) for a prolonged period could lead to SARA. This disease negatively affects cow health and is associated with monetary losses for the dairy industry. The aim of this study was to predict rpH and SARA separately using different machine learning (ML) models applied to Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) spectra obtained from routine DHI milk analysis of individual cows. A total of 107 primiparous and multiparous Holstein cows were selected from 12 commercial farms in Québec, Canada, and their rpH was continuously monitored for 150 d using wireless boluses. In parallel, 2,634 individual milk samples were collected in the morning and afternoon and analyzed to obtain FTIR spectra. After the cleaning process, 1,744 samples remained, evenly divided into 872 morning (a.m.) and 872 afternoon (p.m.) samples. The FTIR and rpH data were combined to create 3 equally balanced datasets for ML model development: one for a.m. samples, one for p.m. samples, and one composed of both a.m. and p.m. samples, with 872 samples in each dataset. Various spectra preprocessing methods were evaluated, including using the first derivative of the spectra and filtering with 3 different sets of spectra. Additionally, different ML algorithms, including partial least squares, random forest, and gradient boosting, were used to predict rpH and SARA. A total of 36 different models were developed and evaluated for both rpH and SARA prediction. All ML models were assessed using 3 different cross-validation (C-V) methods: nested 10-fold, nested leave-one-farm-out (LOFO), and nested leave-cows-out (LCO) C-V. For rpH prediction, the best performance was achieved using nested 10-fold C-V with median R 2 values of 0.26, 0.26, and 0.22 for the a.m., p.m., and a.m./p.m. datasets, respectively. However, these performances were likely overoptimistic as none of the models evaluated using nested LOFO or nested LCO C-V obtained R 2 higher than 0.12. Unlike rpH, SARA prediction accuracies evaluated using nested LOFO (a.m.: 59%, p.m.: 69%, a.m./p.m.: 64%), and nested LCO (a.m.: 67%, p.m.: 66%, a.m./p.m.: 64%) were closer to the nested 10-fold C-V. These results indicated that rpH was likely not predictable from FTIR, but SARA can be predicted separately and directly from FTIR with 69% accuracy from routine DHI milk samples of individual cows.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,020
Score d'incertitude au seuil0,039

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,291
Écart entre enseignants0,279 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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