人工智能養(yǎng)豬的優(yōu)勢、劣勢及發(fā)展趨勢探析

王懷禹

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 南充 637000）

人工智能是人類繼蒸汽機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)、計算機(jī)及信息技術(shù)革命后的又一次科技革命，是第四次科技革命的核心[1]，極大地推動了科技的發(fā)展和進(jìn)步。在養(yǎng)豬業(yè)，人工智能技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了養(yǎng)豬業(yè)從數(shù)量型向質(zhì)量型、從粗放型向規(guī)?；⒓s化和工廠化轉(zhuǎn)變。我國人工智能養(yǎng)豬起步較晚，但發(fā)展速度較快，開發(fā)的豬場大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺為數(shù)字化、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等新模式、新理念、新技術(shù)在養(yǎng)豬業(yè)的普及和推廣做出了重要貢獻(xiàn)；豬場智能飼喂及溫濕度監(jiān)控等系統(tǒng)，實現(xiàn)了養(yǎng)豬生產(chǎn)的自動化控制，極大地提高了養(yǎng)豬生產(chǎn)效益。目前，很多巨頭公司如阿里云、京東等紛紛涉足養(yǎng)豬業(yè)，即將開啟人工智能養(yǎng)豬新時代。

1 人工智能養(yǎng)豬的優(yōu)勢

1.1 實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的高度自動化控制

通過將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到生豬養(yǎng)殖中來，對豬場可以實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的高度自動化控制。以母豬智能化飼喂系統(tǒng)為例，首先，是實現(xiàn)自動供料。系統(tǒng)通過儲料塔，實現(xiàn)從自動下料、自動識別到自動控制供料量的全自動控制。其次，是實現(xiàn)自動管理。通過設(shè)定中心計算機(jī)控制系統(tǒng)，可以完成豬舍內(nèi)溫濕度、采光、通風(fēng)、卷簾開閉及母豬發(fā)情鑒定等生產(chǎn)要素的全自動管理。再次，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動傳輸。豬生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)都可以實時傳輸并顯示在管理人員或技術(shù)人員的個人手機(jī)終端上。最后，是實現(xiàn)自動報警。豬場內(nèi)配備由電腦控制的自動報警系統(tǒng)，出現(xiàn)任何問題電腦都會自動報警。再如溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對豬舍環(huán)境的監(jiān)測與控制，保持生豬良好的生長發(fā)育環(huán)境。阿里云“ET農(nóng)業(yè)大腦”依靠其智能技術(shù)和全天候的感知系統(tǒng)，能夠完整記錄一頭生豬一生的運(yùn)動軌跡，給其建立檔案，內(nèi)容包括豬的品種、體重、日齡、采食狀況、運(yùn)動軌跡及頻次，以及免疫狀況等“豬數(shù)據(jù)”，并用于分析行為特征、料重比等。同時其借助音頻特征和紅外線測溫技術(shù)，可通過“豬數(shù)據(jù)”中的體溫、咳嗽、叫聲等判斷豬只是否患病，以及預(yù)警疫情等。還可提取種母豬在發(fā)情期的一些聲音、發(fā)情前后的采食量、身體狀態(tài)等變化，實現(xiàn)對種母豬的智能化管理。

1.2 生產(chǎn)效率得到大幅度提高

人工智能技術(shù)可以使規(guī)模化養(yǎng)豬場生產(chǎn)效率得到大幅度提升，有效解決人工大規(guī)模養(yǎng)殖的深度拓展和降本增效問題，還能夠形成更智能、更精細(xì)的養(yǎng)殖模式。一是可減少豬場飼養(yǎng)管理人員，降低人工成本，并且管理人員的工作效率得到大大提高，2個人就可以管理一個存欄500頭母豬的種母豬場。二是減輕了豬場管理人員的工作負(fù)荷。如使用了母豬智能飼喂系統(tǒng)的豬舍，場內(nèi)飼養(yǎng)管理人員進(jìn)行配種、轉(zhuǎn)群、觀察及處理等操作時間將不超過1 h。三是能夠提高豬場的PSY和MSY，即年每頭母豬能提供的斷奶仔豬數(shù)和出欄肥豬數(shù)。采用智能化養(yǎng)豬技術(shù)，能夠破解配種難題。傳統(tǒng)的配種計劃大都是靠人工經(jīng)驗來定制的，而利用人工智能科技夠挖掘掌握任意一頭種母豬在歷史上的配種效果、成功率、受孕率、產(chǎn)崽的質(zhì)量、畸形死胎率等數(shù)據(jù)，可動態(tài)匹配最適合的公豬與其配種，以便提高母豬的繁殖效率。如運(yùn)用HHIS母豬智能化精確飼喂系統(tǒng)母豬PSY可接近27頭，平均年產(chǎn)胎次達(dá)到2.40胎，平均窩產(chǎn)活仔數(shù)達(dá)到12.32頭，平均返情率只有7.40%，母豬利用年限平均提高1.5年。梁龍華等[2]試驗了靜態(tài)母豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng)（Velos）與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)對妊娠母豬生長性能和繁殖性能的影響，結(jié)果表明：靜態(tài) Velos 系統(tǒng)與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)在母豬妊娠期的平均日采食量及膘增厚均無顯著性影響（P＞0.05）；靜態(tài) Velos系統(tǒng)和傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)對妊娠母豬的繁殖性能有顯著影響（P＜0.05），靜態(tài) Velos 系統(tǒng)組妊娠母豬產(chǎn)程減少0.59 h（P＜0.05），產(chǎn)活仔數(shù)每窩增加0.614頭（P＜0.05），出生窩質(zhì)量和初生質(zhì)量分別提高1.157 kg（P＜0.05）和 0.027 kg（P＜0.05）。靜態(tài) Velos 系統(tǒng)對妊娠母豬生長性能的影響與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)效果相似，主要受人為因素所控制；靜態(tài) Velos 系統(tǒng)能有效改善妊娠母豬繁殖性能，實際使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)。阿里的ET農(nóng)業(yè)大腦預(yù)計可以實現(xiàn)母豬年多產(chǎn)仔3頭，且死淘率降低3%左右。阿里云和特驅(qū)集團(tuán)希望用人工智能技術(shù)將母豬PSY提升到國際頂尖的32頭。假定一個存欄500頭基礎(chǔ)母豬數(shù)的商品豬場，使用母豬智能飼喂系統(tǒng)以后，只需飼養(yǎng)300頭母豬就能實現(xiàn)年產(chǎn)近萬頭商品豬的生產(chǎn)目標(biāo)，而母豬存欄數(shù)可減少40%左右。四是降低了豬只死亡率。智能化養(yǎng)豬可以減少飼料在運(yùn)輸和飼喂過程中產(chǎn)生的各種污染，減少飼養(yǎng)人員進(jìn)入豬舍的次數(shù)，減少飼養(yǎng)人員與豬只的直接接觸，從而降低了母豬群暴發(fā)疾病的風(fēng)險。五是養(yǎng)殖整體經(jīng)濟(jì)效益好。通過對豬場實施高度的自動化管理，實現(xiàn)了對群養(yǎng)母豬的個體差異化管理，避免了一些人為因素對養(yǎng)豬生產(chǎn)造成的影響，養(yǎng)殖整體經(jīng)濟(jì)效率得到大幅度提升。如使用HHIS母豬智能化精確飼喂系統(tǒng)的豬場，在歐洲豬場內(nèi)平均每頭商品豬可以實現(xiàn)50～120歐元的盈利。據(jù)不完全統(tǒng)計，如果整個中國養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用京東智能養(yǎng)殖解決方案，每年至少可以降低行業(yè)成本500億元。

1.3 人工智能飼養(yǎng)過程充分考慮了動物福利的要求

目前，國內(nèi)絕大多數(shù)豬場，妊娠母豬實行限位欄飼喂。這種飼喂方式的壞處是容易使母豬肢體麻木，最后發(fā)生行為障礙，分娩時沒有力氣，容易發(fā)生難產(chǎn)；同時使母豬抵抗力下降，容易生病，抗生素使用量居高不下。事實上，養(yǎng)豬科技最發(fā)達(dá)的歐盟，已在多年前立法禁止了在妊娠舍用限位欄飼喂母豬。人工智能飼喂系統(tǒng)遵循了動物生命活動規(guī)律，提高了動物福利，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：一是場舍全面放棄使用定位欄，采用大群養(yǎng)殖模式，讓每頭母豬的活動面積有所擴(kuò)大，讓母豬能夠隨意運(yùn)動，一套智能化群養(yǎng)系統(tǒng)能夠擔(dān)負(fù)50～70頭母豬的飼養(yǎng)任務(wù)，每頭母豬的生活面積擴(kuò)大到2.2 m2左右，實際活動區(qū)域達(dá)到100 m2以上，母豬活動范圍的增加使其肢蹄病減少，利用年限增加，同時還可以減少死胎率，提高產(chǎn)仔數(shù)；二是群內(nèi)母豬實行隨意組合、自由分群，能夠在大群飼養(yǎng)模式下精確定制個性化供料時間，從而實現(xiàn)對母豬個體的精確控制；三是在母豬智能飼喂管理系統(tǒng)中，能夠自動實現(xiàn)特殊豬只的識別及隔離，通過對母豬個體特定行為學(xué)特征的自動監(jiān)控，輔之以特殊的個體識別系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對發(fā)情母豬、返情母豬、流產(chǎn)母豬等特殊個體的自動隔離，可大大減少人工觀察的工作量及主觀原因產(chǎn)生的誤差；四是能為豬只營造了溫馨的生活環(huán)境。母豬智能飼喂系統(tǒng)大大降低了豬只的應(yīng)激反應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，豬舍內(nèi)通過播放輕音樂等方式來為豬只營造一個溫馨的生活環(huán)境，從而確保生產(chǎn)效率能夠得到提高。

1.4 實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的高度智能化

使用豬場大數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺、智能化飼喂系統(tǒng)的豬場，能夠自動完成對豬只體重、采食情況等生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)的監(jiān)控，并在顯示終端反饋給管理者，從而為豬場管理人員提供精確的管理數(shù)據(jù)。這些智能化的管理系統(tǒng)還可以通過中心控制電腦完成對豬群每一個階段生產(chǎn)數(shù)據(jù)的輔助分析，并制作出各種生產(chǎn)統(tǒng)計分析報表，為管理者決策提供依據(jù)。智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的云端數(shù)據(jù)庫能夠?qū)v史數(shù)據(jù)存儲于此，也就是說，用戶能夠通過云端服務(wù)器查看數(shù)據(jù)和對比同一時期數(shù)據(jù)，便于養(yǎng)殖管理。養(yǎng)豬協(xié)會或聯(lián)盟建立豬生產(chǎn)大數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)管理與市場相關(guān)的各種供銷信息。豬聯(lián)網(wǎng)里豬場的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)清洗和加工，就能得到一個全國豬場存欄結(jié)構(gòu)的樣本，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行出欄的預(yù)測，可以有效地指導(dǎo)未來幾個月應(yīng)該如何調(diào)整生產(chǎn)，像地圖導(dǎo)航軟件實時告訴路況信息一樣，讓每一個豬場都可以提前做出生產(chǎn)方面的判斷。

1.5 有利于提高豬肉質(zhì)量并實現(xiàn)安全可追溯

人工智能養(yǎng)殖可以大大提高豬肉的質(zhì)量，如阿里云的ET農(nóng)業(yè)大腦可以準(zhǔn)確地知道每1頭生豬的運(yùn)動量，千米數(shù)可以成為判斷豬肉品質(zhì)的新標(biāo)準(zhǔn)，把1頭運(yùn)動了200 km的豬作為好豬的標(biāo)準(zhǔn)，而不再是1頭體重100 kg的豬。通過人工智能養(yǎng)殖，豬肉品質(zhì)的不斷提升也給消費(fèi)者帶來了切實的利益。通過豬生產(chǎn)質(zhì)量可追溯信息系統(tǒng)可記錄豬肉食品各個環(huán)節(jié)的食品質(zhì)量安全，保證廣大人民吃上放心肉。目前，市場上已有這樣的系統(tǒng)，如藍(lán)科溯源、寶訊溯源、探感物聯(lián)等。

2 人工智能養(yǎng)豬的劣勢

2.1 人工智能養(yǎng)豬落地存在技術(shù)難題

雖然阿里云、京東等巨頭開始轉(zhuǎn)身智能化養(yǎng)豬，但其大多數(shù)技術(shù)卻沒有正式落地，還處于“概念”層面或研究層面，并沒有得到大面積推廣。如豬臉識別不準(zhǔn)確，后面的所有操作及其數(shù)據(jù)都不具備任何意義。在豬臉識別技術(shù)應(yīng)用過程中體現(xiàn)出來的不足是：豬生長周期短，外貌變化快，識別難度高，而且豬總是要動，很少能正對鏡頭，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集難度高，對于大型豬場現(xiàn)階段基本上是不可能完成的事情。所以如何實現(xiàn)豬與豬之間的精準(zhǔn)識別就是一個非常大的問題。再者要實現(xiàn)精準(zhǔn)識別，就得不斷進(jìn)行試驗，優(yōu)化算法，數(shù)百頭、數(shù)千頭豬的數(shù)據(jù)可能只是開始，甚至可能需要數(shù)萬頭、數(shù)十萬頭、數(shù)百萬頭豬的數(shù)據(jù)，僅僅在一個豬場做試驗，或者一家企業(yè)進(jìn)行試驗是完成不了的。再比如，利用音頻識別技術(shù)來辨認(rèn)產(chǎn)房中被壓小豬的尖叫聲，從而防止母豬壓死小豬；但實際情況是，小豬被壓超過1 min就可能窒息死亡，因此，從識別信號到人工干預(yù)，必須在不超過3 min的時間內(nèi)完成，遺憾的是現(xiàn)在市場上還沒有成熟的自動化干預(yù)設(shè)備，因此，現(xiàn)階段很難通過人工智能來拯救小豬。

2.2 人工智能養(yǎng)豬實際應(yīng)用效果不佳

一是適應(yīng)人工智能養(yǎng)豬需要的人才匱乏。從2008年開始，國內(nèi)一些規(guī)模豬場相繼采用妊娠母豬大群電子飼喂站，由于設(shè)備復(fù)雜，需要員工素質(zhì)較高等原因，在國內(nèi)目前豬場員工素質(zhì)條件下往往不能取得良好生產(chǎn)效益，甚至出現(xiàn)管理混亂，豬場生產(chǎn)成績反而下降等情況。還有這些智能化養(yǎng)豬設(shè)施設(shè)備對廠家售后服務(wù)要求高，對豬場員工素質(zhì)要求高，要懂電腦，會軟件，所以在中國目前豬場人力資源條件下基本上無法采用。二是智能農(nóng)業(yè)設(shè)備發(fā)展滯后。我國養(yǎng)殖設(shè)備智能化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)智能化進(jìn)程，設(shè)備穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度較差，故障率較高，投放市場前缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢測鑒定，后續(xù)服務(wù)也不到位[3]。三是人工智能養(yǎng)豬成本高。目前，無論是智能化大數(shù)據(jù)平臺還是智能化設(shè)施設(shè)備，對于中小型豬場來講價格仍然偏高，進(jìn)口設(shè)備的價格更高，導(dǎo)致推行困難；還有這些智能化設(shè)施設(shè)備需要得到及時維護(hù)，維護(hù)不及時導(dǎo)致其應(yīng)用效果大打折扣，所以運(yùn)行成本也比較高。四是人工智能養(yǎng)豬存在風(fēng)險。在智能化養(yǎng)豬過程中，一個數(shù)據(jù)或一個程序的錯誤就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且出現(xiàn)問題后，責(zé)任很難界定，處理的成本也比較高。

2.3 人工智能養(yǎng)豬共享資源不足

人工智能養(yǎng)豬在國內(nèi)起步較晚，尚需要發(fā)展時間，資源也不充足，豬場之間共享的平臺或大數(shù)據(jù)缺乏。因此，特別需要打通養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，進(jìn)行更多的跨行業(yè)、跨環(huán)節(jié)的合作。令人欣喜地是京東云、農(nóng)信互聯(lián)、天兆豬業(yè)等企業(yè)去年成立了一個智慧養(yǎng)豬聯(lián)盟，在智能養(yǎng)豬上協(xié)同并進(jìn)，共同發(fā)展。阿里也與華西希望特驅(qū)集團(tuán)、四川德康農(nóng)牧科技有限公司達(dá)成合作，并簽署AI農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略合作協(xié)議，三方將對阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦進(jìn)行針對性訓(xùn)練與研發(fā)。通過各方聯(lián)合，進(jìn)行信息共享，共同完成智能豬場的開發(fā)與訓(xùn)練，共同推動著國內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)朝著智能化的方向發(fā)展。

3 人工智能養(yǎng)豬的發(fā)展趨勢

雖然目前推行實施人工智能養(yǎng)豬存在困難和挑戰(zhàn)，存在一些劣勢，但其發(fā)展趨勢已是相當(dāng)明朗，主要源于以下分析：一是基于對豬肉需求和養(yǎng)殖規(guī)模的分析。我國豬肉消費(fèi)量占全球一半左右，豬肉產(chǎn)量及消費(fèi)量都超過肉類的60%，在中國人的飲食習(xí)慣中，豬肉占據(jù)著無可撼動的地位。我國放開二胎生育以后，人口總的趨勢是保持增長，因此未來對豬肉的需求將有增無減，這種剛性需求將拉動我國豬肉生產(chǎn)增長，而要保持這種增長的趨勢，單靠傳統(tǒng)的散養(yǎng)模式或低水平的規(guī)?；B(yǎng)殖是無法滿足的，高水平的規(guī)?；B(yǎng)殖將是發(fā)展主流，而要提高規(guī)?；B(yǎng)殖效益，人工智能必然會介入。二是基于人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展將逐漸滲透到各個行業(yè)，人工智能與農(nóng)業(yè)的融合已是必然趨勢，所以隨著人工智能技術(shù)的成熟應(yīng)用，人工智能技術(shù)與養(yǎng)豬業(yè)也必然會加速融合發(fā)展。三是國家宏觀政策的推動。早在2017年“中央一號文件”就提到要加強(qiáng)智慧農(nóng)業(yè)科技研發(fā)，2018年、2019年“中央一號文件”也都提到要實施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程，可見，全面實現(xiàn)人工智能養(yǎng)豬并不是奢望。有理由相信在不久的將來，以高運(yùn)轉(zhuǎn)、高產(chǎn)能和低成本為主要特征的智能化養(yǎng)殖模式將會不期而至，人工智能化養(yǎng)豬必將有其廣闊的發(fā)展空間。