Nutritional Decision-Making in Smart Farms: Interfaces between Animal Physiology and Algorithms

Document Type : Review Paper

Author

Abstract
Background: Livestock industry globally faces a two-fold challenge in terms of increasing production output to meet the growing demand and at the same time reduce its effects on the environment. Classical average-based nutritional models themselves are ineffective, and they create resource wastage and inefficient animal performance. Aims: The current paper critically reviews the latest literature on integrating artificial intelligence (AI) and sensor technologies in the context of precision agriculture, especially making the model help in precision nutrition decision-making. Special emphasis is put on the shift of the concept of strictly algorithmic paradigms towards the systems that include real-time physiological measurements and modeling of physiologic metabolism. Methodology: The review of peer-reviewed articles with an impact is based on eighty articles that were selected through systematic literature review requirements and analyzed to reveal general tendencies and the methodological approaches. Results: The findings outline wearable biosensors and computer-vision systems to be one of the most promising sensor modalities that can provide high-resolution streams of temporal data. The software machine-learning and deep-learning techniques then convert such complicated datasets into predictive models that approximate the animal nutrient needs and physiological condition of a specific animal. In addition, a combination of these predictive algorithms and dynamic metabolic models offers a solid platform on which to produce a genuinely species-specific, that is, cow- or pig-species-specific, feeding regime. Conclusions: The implementation of the smart farm technologies promotes the development of precise animal nutrition, which promotes synergetic relationships between advanced algorithms and animal physiology.

Keywords

Subjects

Article Title العربیة

اتخاذ القرارات الغذائية في المزارع الذكية: التفاعلات بين فسيولوجيا الحيوانات والخوارزميات

Abstract العربیة

الخلفية: تواجه صناعة الثروة الحيوانية عالميا تحديين مزدوجين من حيث زيادة الإنتاج لتلبية الطلب المتزايد وفي الوقت نفسه تقليل تأثيراته على البيئة. نماذج التغذية التقليدية القائمة على المتوسط نفسها غير فعالة، وتخلق هدر للموارد وأداء حيواني غير فعال. الأهداف: تستعرض الورقة الحالية بشكل نقدي أحدث الأدبيات حول دمج تقنيات الذكاء الاصطناعي وأجهزة الاستشعار في سياق الزراعة الدقيقة، خاصة مما يجعل النموذج يساعد في اتخاذ قرارات التغذية الدقيقة. يحظى تركيز خاص على تحويل مفهوم النماذج الخوارزمية البحتة نحو الأنظمة التي تشمل القياسات الفسيولوجية في الوقت الحقيقي ونمذجة الأيض الفسيولوجي. المنهجية: تستند مراجعة المقالات المحكمة ذات التأثير إلى ثمانين مقالة تم اختيارها من خلال متطلبات مراجعة الأدبيات المنهجية وتحليلها لكشف الاتجاهات العامة والأساليب المنهجية. النتائج: توضح النتائج أن أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للارتداء وأنظمة الرؤية الحاسوبية تعد من أكثر وسائل الاستشعار الواعدة التي يمكنها توفير تدفقات عالية الدقة من البيانات الزمنية. ثم تحول تقنيات التعلم الآلي والتعلم العميق البرمجيات مثل هذه البيانات المعقدة إلى نماذج تنبؤية تقارب احتياجات الحيوانات الغذائية والحالة الفسيولوجية لحيوان معين. بالإضافة إلى ذلك، يوفر مزيج من هذه الخوارزميات التنبؤية والنماذج الأيضية الديناميكية منصة قوية لإنتاج نظام تغذية خاص بالنوع، أي مخصص لنوع البقر أو الخنزير. الاستنتاجات: يعزز تطبيق تقنيات المزارع الذكية تطوير تغذية حيوانية دقيقة، مما يعزز العلاقات التآزرية بين الخوارزميات المتقدمة وفسيولوجيا الحيوانات. نتيجة هذا النموذج هي عوائد ملموسة لكفاءة تحويل الأعلاف، ورفاهية الحيوانات، بالإضافة إلى مساهمة حاسمة في استدامة أنظمة إنتاج الثروة الحيوانية، خاصة على مستوى العالم.

Keywords العربیة

تربية المواشي الدقيقة
تغذية الحيوان
تعلم الآلة
الزراعة الذكية
النمذجة الأيضية
Volume 25, Issue 2
Spring 2026
Page 215-228

  • Receive Date 17 March 2026
  • Revise Date 28 April 2026
  • Accept Date 06 May 2026
  • Publish Date 30 June 2026