Modelling of Animal Welfare: the development of a decision support system to assess the welfare status of farm animals

Projectleider: Prof. dr. ir. J.H.M. Metz
Onderzoeker: Dr. M.B.M. Bracke
Projectperiode: april 1997 Ė april 2002

Modelleren van dierenwelzijn: De ontwikkeling van een beslissingsonder-steunend systeem om de welzijnsstatus van dragende zeugen in te schatten. In dit proefschrift is geprobeerd een geformaliseerde procedure te vinden om de welzijnsstatus van landbouwhuisdieren in te schatten op basis van beschikbare wetenschappelijke kennis van de biologische behoeften van de dieren, op een transparante en gestructureerde manier die voldoende flexibel is om verbeteringen door te kunnen voeren wanneer deze beschikbaar komen in de toekomst. Technieken uit de informatietechnologie, werden gebruikt om de beschikbare kennis en complexe weegprocedure aan te kunnen.

Interviews met deskundigen werden gebruikt om de uitkomsten te valideren. De dragende zeugen dienden als voorbeeld om een operationeel model te ontwikkelen welke een beschrijving van een huisvestings- en management-systeem als input heeft, en een welzijnsscore als output. Ten behoeve van de transparantie en structuur van het model werd het model geÔmplementeerd in een beslissingsondersteunend computersysteem, dat wil zeggen een computerprogramma dat een model in de modelbank bevat en wetenschappelijke uitspraken uit de literatuur in een kennisbank. Het beslissingsondersteunend systeem was ontwikkeld volgens de zogenaamde 'Evolutionary Prototyping Method', waarbij een eerste prototype is gemaakt wat daarna stapsgewijs is verbeterd.

In het eerste, heel eenvoudig prototype van het beslissingsondersteunend systeem werd de welzijnsscore berekend op basis van de biologische behoeften van de dieren. Evaluatie van het prototype liet zien dat verdere ontwikkeling haalbaar was, maar dat daarvoor een betere theoretische onderbouwing wenselijk was. Een literatuur overzicht is daarom gemaakt met als doel aanbevelingen te doen voor de verdere ontwikkeling van het beslissingsondersteunend systeem.

Waardeoordelen spelen een rol bij het inschatten van welzijn, maar waardeoordelen zijn inherent in wetenschap in het algemeen, en niet specifiek voor dierenwelzijn. Bovendien probeert welzijn~inschatting geen vragen te beantwoorden betreffende de morele of politieke aanvaardbaarheid. Het betreft de poging om het best mogelijke antwoord te vinden op de vraag wat de welzijnsstatus van landbouwhuisdieren in een gegeven huisvestings- en managementsysteem de facto is, gegeven de huidige stand van de wetenschap van de biologie van het dier.

Tenslotte is een overzicht gegeven van tabellen en schema's (modellen) voor welzijnsinschatting, en de benadering van welzijn via de behoeften van dieren is besproken in interviews met deskundigen. Alhoewel de deskundigen van mening verschillen over details, bestaat er brede steun voor het idee om welzijn op basis van de biologische behoeften van dieren in te schatten. Een 'gemeenschappelijke' lijst van behoeften is geformuleerd om welzijn van landbouwhuisdieren te bepalen.

De verdere ontwikkeling van het beslissingsondersteunend systeem ging via verschillende stadia die aangaven dat een referentiekader nodig was. Daarom werd aan een beperkt aantal deskundigen op het gebied van het welzijn van varkens gevraagd om de belangrijkste huisvestingssystemen te benoemen, en een totaal score voor welzijn te geven voor elk systeem. De belangrijkste systemen en hun welzijnsscores waren (waarbij de welzijnsstatus is aangeduid middels een ander superscript wanneer de systemen significant verschilden in de ANOVA, waarbij de welzijnsstatus van a < b < c): aangebondena, individuele huisvesting in voerligboxena, groepshuisvesting met voerligboxenb, Biofixb (d.w.z. een langzame dosering van het voer), krachtvoerstationsb, weidegang met huttenc en de Familie stalc. Deze systemen en hun classificatie in systemen met een lage, gemiddelde en hoge welzijnsstatus werden vervolgens gebruikt als ijkpunten voor de daaropvolgende modellering, die uiteindelijk leidde tot het huidige model.

Het beslissingsondersteunend systeem met het huidige welzijnsmodel voor zeugen (SOWEL, SOw WElfare) is een zogenaamde relationele database waarin informatie, zoals de beschrijvingen van de huisvestingssystemen, attributen, behoeften en wetenschappelijke uitspraken, is opgeslagen in aan elkaar gerelateerde tabellen. Het model was gemaakt met een geformaliseerde procedure voor de redeneerstappen van welzijnsinschatting. De procedure beslaat verschillende stappen.
Allereerst is het domein van het model geÔdentificeerd, d.w.z. de diercategorie en de verzameling van huisvestingssystemen waarop het model van toepassing is zijn vastgesteld, Ten tweede is welzijn gedefinieerd en ontleed in functionele elementen, d.w.z. een lijst van biologische behoeften die relevant zijn voor het domein. Ten derde zijn de relevante wetenschappelijke uitspraken (de 'feiten') verzameld. Ten vierde is de verzameling van welzijnsrelevante voor- en nadelen van huisvestingssystemen bepaald in relatie tot het domein, de lijst met behoeften en de wetenschappelijke uitspraken. Ten vijfde zijn de attributen relatief ten opzichte van elkaar gewogen middels de welzijnsprestatiematen zoals beschreven in de wetenschappelijke uitspraken in relatie tot de dimensies intensiteit, duur en incidentie.
Tot slot is de informatie 'opgeteld', d.w.z. de algehele welzijnsstatus is vastgesteld op basis van de gewogen attributen van de huisvestingssystemen, waarbij de belangrijkste huisvestingssystemen in het domein gebruikt zijn om als ijkpunten te dienen om de resultaten te kunnen interpreteren.

Het beslissingsondersteunend systeem is gebruikt om weegfactoren voor attributen in het model te berekenen, evenals om algehele welzijnsscores voor een uitgebreidere verzameling van huisvestings- en managementsystemen te berekenen. De voorspelde scores werden gebruikt om het model te valideren met de opinie van deskundigen. De deskundigenopinie werd verzameld met een geschreven vragenlijst, waarin aan de deskundigen werd gevraagd om 15 verschillende huisvestingssystemen in te schatten en om 20 verschillende attributen te wegen.
We bevestigden de resultaten van eerdere interviews betreffende de zeven belangrijkste huisvestingssystemen, en vonden dat de uitgebreidere verzameling van 15 huisvestingssystemen (ook) werd geclassificeerd in systemen met een lage, gemiddelde en hoge welzijnsstatus. De twee conventionele, individuele huisvestingsystemen (aangebonden en individuele voerligboxen) werden geclassificeerd als systemen met laag welzijn, terwijl de systemen met hoog welzijn in onze dataset allemaal uitloop naar buiten en (wroet)substraat hadden. De belangrijkste attributen waren vooral de attributen die relateerden aan sociaal contact, ruimte en substraat.

De resultaten laten zien dat deskundigen in staat waren algehele welzijnsscores te geven. Het model correleerde goed met de deskundigen, maar de mate van overeenstemming tussen de deskundigen was beter voor algehele welzijnsscores dan voor de weging van de attributen.
De voorspellingen van het model correleerden significant met de deskundigen. De Spearman rang-correlatiecoŽfficiŽnten waren 0,92 (P < 0,01) voor algehele welzijnsscores voor huisvestingssystemen en 0,73 (P < 0,01) voor de weging van de attributen. In beide gevallen was de prestatie van het model equivalent met die van de gemiddelde deskundige, d.w.z. de helft van de deskundigen had een hogere correlatie, terwijl de andere helft een lagere correlatiecoŽfficiŽnt had. Dit valideerde het model met de opinie van deskundigen en liet zien dat informatietechnologie en interviews met deskundigen daadwerkelijk gebruikt kunnen worden om een operŠtioneel, flexibel en adapteerbaar beslissingsondersteunend systeem te maken om de algehele welzijnsstatus van landbouwhuisdieren in te schatten op basis van beschikbare wetenschappelijke kennis. Welzijnsinschatting is niet langer slechts een kwestie van persoonlijke (deskundigen) opinie.