驅(qū)動(dòng)養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的新技術(shù)—人工智能養(yǎng)豬

李昆鵬，米永強(qiáng)，周劍輝

（1.河南燎原豬種改良有限責(zé)任公司，河南 鶴壁 458000；2.桂林市畜牧站，廣西 桂林 541000）

2018年，對(duì)養(yǎng)豬界來(lái)說(shuō)有兩件事值得每一位從業(yè)者關(guān)注，非洲豬瘟和人工智能（Artificial Intelligence AI） 養(yǎng) 豬。自遼寧第一例非洲豬瘟疫情報(bào)道以來(lái)，僅僅半年時(shí)間，該病毒就席卷了整個(gè)中國(guó)，嚴(yán)重的地區(qū)去產(chǎn)能達(dá)90%以上。從小的散養(yǎng)戶到大型養(yǎng)豬集團(tuán)，面對(duì)來(lái)勢(shì)洶洶的疫情，從業(yè)人員均不知所措。生物安全意識(shí)在第一例疫情發(fā)生后提到前所未有的高度，而目前的認(rèn)知與解決措施又不能阻擋病毒侵襲。在傳染源不能清除，而易感動(dòng)物缺乏有效疫苗保護(hù)的現(xiàn)狀下，我們能做的只有切斷傳播途徑，減少與易感動(dòng)物的接觸，這就需要我們引入新的養(yǎng)殖理念，即AI養(yǎng)豬。

各個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公司，以及大型養(yǎng)豬集團(tuán)在2018年開(kāi)始積極布局AI養(yǎng)豬，2019年初即有產(chǎn)品面世，并通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，推動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展。隨著大量感染非洲豬瘟的養(yǎng)豬場(chǎng)清場(chǎng)結(jié)束，生豬產(chǎn)業(yè)也將迎來(lái)新紀(jì)元，即后非瘟?xí)r代。復(fù)養(yǎng)豬場(chǎng)與之前最大區(qū)別就是生物安全級(jí)別更高，這不僅意味著設(shè)備的增加以及更新?lián)Q代，而且要求更加封閉的工作環(huán)境和更為嚴(yán)格的操作要求，同時(shí)對(duì)從業(yè)人員專業(yè)化程度要求更高。這場(chǎng)非洲豬瘟疫情所帶來(lái)的不僅是挑戰(zhàn)，更是為AI養(yǎng)豬技術(shù)飛速發(fā)展提供了千載難逢的契機(jī)。

1 AI養(yǎng)豬發(fā)展背景

新技術(shù)的發(fā)展必須在現(xiàn)實(shí)需求的基礎(chǔ)上才能有更長(zhǎng)久的發(fā)展。AI養(yǎng)豬的一大特點(diǎn)就是減少人力資源，大部分工作交給人工智能來(lái)完成。特別是在后非瘟?xí)r代，為降低感染概率，切斷傳播途徑，更需要阻斷豬與外界不必要的接觸。當(dāng)前豬場(chǎng)的現(xiàn)狀主要分為四種方式：最原始的傳統(tǒng)飼養(yǎng)方式，這種養(yǎng)殖場(chǎng)主要集中在散養(yǎng)戶，以及部分小規(guī)模場(chǎng)；機(jī)械化飼養(yǎng)方式主要是中小規(guī)模場(chǎng)，并且有些正在向信息化轉(zhuǎn)型；當(dāng)規(guī)模達(dá)到一定程度，就需要利用物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)收集各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)信息軟件高效完成基本信息的統(tǒng)計(jì)和分析，即信息化飼養(yǎng)方式，集團(tuán)化大型養(yǎng)豬集團(tuán)基本屬于這種方式；隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷成熟，幾個(gè)養(yǎng)豬集團(tuán)將目光投向AI養(yǎng)豬技術(shù)，通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)公司合作快速推進(jìn)了這一新技術(shù)的發(fā)展，邁向AI養(yǎng)豬方式。近幾年雖然很多養(yǎng)豬者進(jìn)行了生產(chǎn)設(shè)備的更換，生產(chǎn)流程與工藝的改良，但同時(shí)我們也要看到，一半以上的養(yǎng)殖場(chǎng)仍屬于第一、二方式。超前的AI養(yǎng)豬能否在這些場(chǎng)景中成功應(yīng)用，也是其能否快速健康發(fā)展的關(guān)鍵。在后非瘟?xí)r代，養(yǎng)豬業(yè)將是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)、高投入、高收益的“三高”行業(yè)。隨著母豬存欄量加速減退，未來(lái)豬價(jià)高位運(yùn)行，更多的資本將進(jìn)入養(yǎng)豬業(yè)，而需要大量資金投入的AI養(yǎng)豬技術(shù)能否獲得這些資本的青睞，還需要看其能否真正落到實(shí)處，為養(yǎng)豬場(chǎng)解決生存與發(fā)展這兩大問(wèn)題。

2 AI養(yǎng)豬優(yōu)勢(shì)

AI養(yǎng)豬是一系列軟硬件設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在養(yǎng)豬管理中的集成（如圖1）。目前AI養(yǎng)豬主流的硬件設(shè)備主要包括各類智能傳感器、高清攝像頭、紅外成像儀、可穿戴設(shè)備等。軟件系統(tǒng)主要是豬場(chǎng)生產(chǎn)管理軟件、企業(yè)云等。同時(shí)還有多種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及算法模型將這些軟硬件結(jié)合起來(lái)完成各種場(chǎng)景的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能養(yǎng)豬。公開(kāi)資料報(bào)導(dǎo)顯示，目前AI養(yǎng)豬可以實(shí)現(xiàn)：1）個(gè)體識(shí)別，借助豬臉識(shí)別技術(shù)或電子耳標(biāo)，為每頭豬分別建立唯一的個(gè)體身份識(shí)別碼（ID），記錄該豬實(shí)時(shí)體溫與體重，采食量、運(yùn)動(dòng)量等各種信息；2）母豬管理，在個(gè)體識(shí)別的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)母豬的健康、發(fā)情、受孕、背膘，實(shí)現(xiàn)母豬的精準(zhǔn)管理，提高豬場(chǎng)生產(chǎn)效率；3）飼喂管理，收集每頭豬的采食量、飲水量、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼喂，是健康監(jiān)測(cè)和成本核算的重要參考；4）疾病防控，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷豬只健康狀態(tài)，對(duì)傳染病的發(fā)生提前預(yù)警。特別是在非洲豬瘟的陰影下，防控成功與否更是決定養(yǎng)豬場(chǎng)的生死存亡；5）環(huán)境控制，很好解決通風(fēng)與保溫的問(wèn)題；6）生長(zhǎng)曲線繪制，為品種的選擇，飼料營(yíng)養(yǎng)配制，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供重要參考[1]。整個(gè)管理思路可以簡(jiǎn)單地理解為數(shù)據(jù)收集，后臺(tái)處理，給出解決方案，最后追蹤結(jié)果。以上這些可實(shí)現(xiàn)的技術(shù)是一位合格豬場(chǎng)管理者所必備的技能，而AI養(yǎng)豬的最終目標(biāo)就是取代豬場(chǎng)生產(chǎn)者，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化、智能化生產(chǎn)。

例如，而作為一名合格的豬場(chǎng)管理者每天最重要的工作就是巡視，或通過(guò)通訊器材與員工溝通來(lái)收集各種信息，并及時(shí)準(zhǔn)確地下達(dá)指令。這個(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量時(shí)間與精力，接觸多個(gè)生產(chǎn)車間，增加疾病傳播風(fēng)險(xiǎn)?；谏疃壬窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)技術(shù)，AI養(yǎng)豬技術(shù)可以利用攝像頭、傳感器等設(shè)備24 h不間斷進(jìn)行豬只視覺(jué)和聲音識(shí)別，精準(zhǔn)定位每頭豬，實(shí)時(shí)跟蹤、體溫監(jiān)測(cè)以及異常行為反饋。通過(guò)新技術(shù)不僅減少工作量提高工作效率，又能降低疾病的傳播概率。

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面，AI養(yǎng)豬也有著先天優(yōu)勢(shì)。隨著養(yǎng)豬場(chǎng)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析越來(lái)越重要。生產(chǎn)數(shù)據(jù)既能反應(yīng)當(dāng)前養(yǎng)殖成本，又能分析出成本過(guò)高發(fā)生在哪個(gè)環(huán)節(jié)，然后集中解決相應(yīng)問(wèn)題，提效降本。在各類規(guī)模場(chǎng)中，人工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)往往存在不準(zhǔn)確、不真實(shí)、不及時(shí)的問(wèn)題。例如豬只存欄統(tǒng)計(jì)，由于個(gè)人利益或無(wú)意出現(xiàn)瞞報(bào)、漏報(bào)、少報(bào)的現(xiàn)象。在統(tǒng)計(jì)百十頭一個(gè)大圈的育肥豬時(shí)，統(tǒng)計(jì)員想盡各種辦法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而得到的數(shù)據(jù)又不能保證準(zhǔn)確。在很多需要人工填報(bào)飼喂量的養(yǎng)豬場(chǎng)，隨意填寫的數(shù)字對(duì)豬場(chǎng)重要參考數(shù)據(jù)生長(zhǎng)曲線的繪制毫無(wú)意義。而AI養(yǎng)豬技術(shù)的視覺(jué)識(shí)別、自動(dòng)供料系統(tǒng)、智能飼喂器等都可以從根本上解決這些問(wèn)題，在真實(shí)有效的基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)的匯總分析，同時(shí)又減少額外的統(tǒng)計(jì)核察工作。杜絕相關(guān)人員與豬的直接接觸，切斷人流傳播疾病，這在當(dāng)前非洲豬瘟防控壓力下更有重要意義。

隨著機(jī)械化程度的不斷提高，人均飼養(yǎng)頭數(shù)也逐漸增加，即使飼養(yǎng)員責(zé)任心很強(qiáng)也無(wú)法關(guān)注到每頭豬，造成患病豬只不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)并得到有效治療，甚至影響到流行性疾病的提前預(yù)判。而AI養(yǎng)豬技術(shù)通過(guò)傳感器、視覺(jué)識(shí)別、聲音識(shí)別以及數(shù)據(jù)深挖等技術(shù)，不但可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每頭豬，還可通過(guò)匯總數(shù)據(jù)分析后提供異常提醒、疾病預(yù)警、免疫提醒等功能，從而降低豬群發(fā)病率、死亡率[2]。豬只感染非洲豬瘟后一個(gè)明顯特征就是體溫高熱40～42℃，而該病又是高度接觸性傳染病，如經(jīng)以上技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并“拔牙式”處理，是可以避免病毒擴(kuò)散，保留其他健康豬只。

3 AI養(yǎng)豬面臨的挑戰(zhàn)

AI養(yǎng)豬正在為養(yǎng)豬業(yè)注入一股新的血液，讓整個(gè)行業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級(jí)，更新?lián)Q代，徹底顛覆以往的養(yǎng)殖理念。但作為一項(xiàng)新興技術(shù)，AI養(yǎng)豬也存在一些不可避免的問(wèn)題。

圖1 AI養(yǎng)豬示意圖

養(yǎng)豬業(yè)是一個(gè)投入大而成本回收周期比較長(zhǎng)的行業(yè)，并且對(duì)投入產(chǎn)出比又比較敏感。新技術(shù)給豬場(chǎng)帶來(lái)的收益大小，是決定該技術(shù)能否順利推廣的關(guān)鍵。AI養(yǎng)豬硬件設(shè)備不僅昂貴，而豬舍環(huán)境下能否保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行值得深入研究。后期設(shè)備維護(hù)需要大量專業(yè)人員，這也將大幅度增加養(yǎng)殖成本。AI養(yǎng)豬所面對(duì)的客戶不只是大型養(yǎng)豬集團(tuán)，更多的是處于不同發(fā)展階段的中小規(guī)模豬場(chǎng)，因此，如何適應(yīng)不同養(yǎng)殖規(guī)模及環(huán)境也是新技術(shù)推廣所要面臨的重要問(wèn)題。另外，AI養(yǎng)豬雖然在一定程度上緩解勞動(dòng)力的短缺問(wèn)題，但對(duì)養(yǎng)豬從業(yè)人員知識(shí)、素質(zhì)提出了更高要求，未來(lái)的豬場(chǎng)管理者即要熟知畜牧獸醫(yī)知識(shí)，豬場(chǎng)生產(chǎn)工藝，又要精通計(jì)算機(jī)操作技能[3]。特別是在當(dāng)前AI養(yǎng)豬發(fā)展的初始階段，雖然各種智能設(shè)備在生產(chǎn)中已經(jīng)取得一系列進(jìn)展，但部分模型、算法還達(dá)不到指導(dǎo)豬場(chǎng)精準(zhǔn)生產(chǎn)的效果，在實(shí)際生產(chǎn)中仍有所欠缺。如何將新技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)之中還需要進(jìn)行深入的探索。

4 小結(jié)

新技術(shù)的飛速發(fā)展日新月異，這需要我們養(yǎng)豬從業(yè)者順應(yīng)潮流，在緊跟時(shí)代發(fā)展的同時(shí)也要助力新技術(shù)的成熟。在實(shí)際生產(chǎn)中一定會(huì)遇到多種問(wèn)題，比如軟硬件的對(duì)接與磨合，新設(shè)備對(duì)應(yīng)不同生產(chǎn)環(huán)境的調(diào)試與摸索，生產(chǎn)人員對(duì)新設(shè)備的學(xué)習(xí)與適應(yīng)等等，這都需要豬場(chǎng)生產(chǎn)者理性看待這些問(wèn)題，從解決問(wèn)題的角度出發(fā)，而不是一味的否定新技術(shù)。在養(yǎng)豬界的后非瘟?xí)r代，隨著生物安全意識(shí)的不斷加強(qiáng)，批次化生產(chǎn)技術(shù)、AI養(yǎng)豬技術(shù)的快速推廣，像豬偽狂犬病、豬藍(lán)耳病以及豬瘟等多種傳染病具有了被徹底凈化的大環(huán)境。未來(lái)，中國(guó)的養(yǎng)豬業(yè)必將進(jìn)入一個(gè)新階段，我們也將由養(yǎng)豬大國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)豬強(qiáng)國(guó)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。