Giving Cows a Digital Voice – AI-Enabled Bioacoustics and Smart Sensing in Precision Livestock Management – A Review
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Cattle express their physiological and emotional states through vocalizations, often long before visible behavioral symptoms emerge. This review critically examines the evolution of artificial intelligence (AI) techniques used to decode these vocal signals, tracing the development from early signal processing and classical machine learning approaches to contemporary deep learning architectures and large language models (LLMs). Drawing from a systematic analysis of over 120 core studies, we evaluate the capabilities, limitations, and real-world applicability of current methods, highlighting persistent challenges such as data scarcity, limited cross-farm generalizability, and a lack of interpretability in black-box models. The integration of multimodal sensor data – including audio, accelerometry, thermal imaging, and environmental inputs – emerges as a pivotal strategy for achieving accurate, context-aware, and real-time welfare assessment. We propose a Hybrid Explainable Acoustic Multimodal (HEAM) model, which fuses spectrogram-based convolutional neural networks (CNNs), interpretable decision trees, and natural language reasoning modules to generate transparent and actionable alerts for farmers. In addition to surveying technical progress, the review explores ethical considerations, such as anthropomorphism, data privacy, and the potential misuse of AI in welfare decisions. Best practices for dataset curation, cross-farm validation, and model explainability are also outlined. By shifting animal welfare monitoring from intermittent human observation to continuous, sensor-driven, animal-centered analysis, AI-enabled bioacoustics holds promise for earlier disease detection, improved treatment outcomes, enhanced productivity, and increased societal trust in precision livestock farming.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».