“智能化”助力家禽產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展*

連京華，郭祥云，李惠敏，孫凱，殷若新，韓艷**

（1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所，山東 濟(jì)南 250023；2.北京信息科技大學(xué)信息管理學(xué)院，北京 100192）

在2019 年我國(guó)政府工作報(bào)告中首次提到了“智能+”， “智能+”開(kāi)始接棒“互聯(lián)網(wǎng)+”，成為改造和提升傳統(tǒng)行業(yè)的新引擎。 自2017 年以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)制定和發(fā)布了促進(jìn)新一代人工智能發(fā)展的相關(guān)政策， 推動(dòng)人工智能與各行業(yè)之間的深度融合，全面提升產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。我國(guó)畜牧行業(yè)應(yīng)勢(shì)而為，2019 年行業(yè)協(xié)會(huì)組織不僅成立了智能畜牧分會(huì)，而且舉辦了以“智能畜牧，提效賦能”為主題的首屆中國(guó)智能畜牧峰會(huì)， 制定了第一個(gè)五年發(fā)展規(guī)劃（2019-2024），發(fā)布了《中國(guó)智能畜牧發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)白皮書(shū)》，這標(biāo)志著我國(guó)畜牧業(yè)正式進(jìn)入智能時(shí)代。

家禽產(chǎn)業(yè)是我國(guó)畜牧業(yè)中傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一，養(yǎng)殖歷史悠久。 自改革開(kāi)放以來(lái)， 家禽飼養(yǎng)方式由80 年代的庭院式散養(yǎng)和農(nóng)民專業(yè)戶飼養(yǎng)，到90 年代的工廠化規(guī)模飼養(yǎng)，直到現(xiàn)在公司化、集團(tuán)化超大規(guī)模養(yǎng)殖， 縱觀家禽產(chǎn)業(yè)40 多年的發(fā)展歷史，除飼養(yǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、 飼養(yǎng)管理技術(shù)和養(yǎng)殖設(shè)施工藝不斷創(chuàng)新外，在生產(chǎn)管理中機(jī)械化、自動(dòng)化程度越來(lái)越高。從某種意義來(lái)講，這是一個(gè)由人工化逐漸演變?yōu)闄C(jī)械化、自動(dòng)化的過(guò)程，是逐步解放勞力、提質(zhì)增效的過(guò)程，原來(lái)人工飼養(yǎng)管理如喂料給水、清糞、撿蛋、消毒、通風(fēng)等，現(xiàn)在都被自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備所代替。就目前養(yǎng)殖現(xiàn)狀來(lái)看，家禽養(yǎng)殖呈現(xiàn)以大型公司化、集團(tuán)化、龍頭化為養(yǎng)殖主體，養(yǎng)殖規(guī)模無(wú)限擴(kuò)大。 據(jù)有關(guān)報(bào)道： 正大集團(tuán)以單體300 萬(wàn)只為樣本， 計(jì)劃在國(guó)內(nèi)建立多個(gè)養(yǎng)殖基地，目標(biāo)8000 萬(wàn)只； 德青源以金雞扶貧項(xiàng)目為依托，要在全國(guó)37 個(gè)縣養(yǎng)蛋雞5000 萬(wàn)只； 溫氏集團(tuán)蛋雞產(chǎn)業(yè)預(yù)期規(guī)模為2000 萬(wàn)只；圣迪樂(lè)村目標(biāo)瞄準(zhǔn)3000 萬(wàn)只[1]。 可以說(shuō)，資金雄厚的一些大型家禽企業(yè)總體養(yǎng)殖規(guī)模龐大， 而且以單棟舍為單位的飼養(yǎng)量也很大，如山東某養(yǎng)殖公司一棟跨度、長(zhǎng)度、高度分別為12.5m、105m、4.7m 的蛋雞舍， 籠具為H 型立體籠5 列、5 層， 飼養(yǎng)量7 萬(wàn)余只。 如此大的單舍飼養(yǎng)量更需要自動(dòng)化、智能化的高效管理。

智能化是指由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用[2]。 “智能”具備以下特點(diǎn)：一是具有感知能力， 能夠感知外部世界并獲取外界信息；二是具有記憶和思維能力，能夠存儲(chǔ)外界信息及由思維產(chǎn)生的知識(shí)， 同時(shí)能夠利用已有知識(shí)對(duì)信息進(jìn)行分析、計(jì)算、比較、判斷和決策；三是具有行為決策能力，對(duì)外界的刺激作出反應(yīng)，形成決策并傳達(dá)相應(yīng)的信息。 具有上述特點(diǎn)的系統(tǒng)則為智能化系統(tǒng)[3]。 目前，家禽行業(yè)生產(chǎn)管理中自動(dòng)化程度較高，智能化是自動(dòng)化的升級(jí)和延伸。個(gè)人認(rèn)為， 在現(xiàn)代化生產(chǎn)管理中以 “智能化” 逐步代替“人工管理”，不僅要代替人的雙手、雙腳和部分五官如眼睛（可觀察雞群行為、飲食情況以及照明、設(shè)備運(yùn)行、舍內(nèi)衛(wèi)生等情況）、耳朵（可辨聽(tīng)雞群發(fā)出的各種聲音）、鼻子（可辨別舍內(nèi)氣味），而且要取代人的大腦思維、分析、判斷和決策能力?！爸悄芑钡膶?shí)現(xiàn)要依靠感知技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人技術(shù)、通訊技術(shù)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)，并深入融合家禽養(yǎng)殖的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。 未來(lái)的家禽養(yǎng)殖， 可在飼養(yǎng)管理的哪些方面實(shí)現(xiàn) “智能化”呢？

1 禽舍環(huán)境的智能化控制

舍內(nèi)環(huán)境的優(yōu)化控制，是規(guī)?；?、密閉式家禽養(yǎng)殖中飼養(yǎng)管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 環(huán)境智能化控制是利用感知技術(shù)，自動(dòng)采集環(huán)境溫度、濕度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和有害氣體如氨氣、二氧化碳、粉塵濃度等指標(biāo)數(shù)據(jù)， 各路數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端存儲(chǔ)。 經(jīng)專業(yè)化智能軟件分析，形成調(diào)控決策，若某一數(shù)據(jù)超出設(shè)置的閾值范圍，則自動(dòng)報(bào)警，并啟動(dòng)舍內(nèi)相應(yīng)的環(huán)控設(shè)備如風(fēng)機(jī)、濕簾、通風(fēng)窗等，合理調(diào)控環(huán)境，保持家禽生產(chǎn)適宜的環(huán)境質(zhì)量。

2 家禽行為、生理信息的智能化監(jiān)控

家禽日常行為、動(dòng)態(tài)表現(xiàn)各種各樣，正常情況下也會(huì)出現(xiàn)個(gè)體的病、弱、殘或死亡，而在危害嚴(yán)重的疫病爆發(fā)前個(gè)別禽只提前染病， 表現(xiàn)為飲食下降、精神萎靡、發(fā)燒嗜睡、不愿活動(dòng)、咳嗽或喘鳴等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)這種“預(yù)警雞”尤為重要，可第一時(shí)間發(fā)布疫情預(yù)警。利用視頻圖像識(shí)別技術(shù)，對(duì)群體動(dòng)態(tài)和死亡靜態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視； 利用紅外熱成像技術(shù)，對(duì)個(gè)體進(jìn)行體溫監(jiān)測(cè)；利用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，對(duì)家禽表現(xiàn)的呼吸道異常聲音進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。 通過(guò)對(duì)這些行為動(dòng)態(tài)和生理信息的綜合分析， 研判整個(gè)群體的健康狀態(tài)，防患未然。

3 移動(dòng)機(jī)器人的智能化巡檢

移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用是信息技術(shù)在家禽養(yǎng)殖中的重大創(chuàng)新應(yīng)用，這是目前業(yè)內(nèi)一項(xiàng)研究熱點(diǎn)。機(jī)器人或可具有自主移動(dòng)、自動(dòng)避障、智能升降等性能， 同時(shí)搭載上述的環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)、 行為監(jiān)視系統(tǒng)、體溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和聲音監(jiān)聽(tīng)系統(tǒng)等，機(jī)器人替代人工的日常巡檢，在全舍范圍進(jìn)行智能化巡檢，既可在一定高度上水平檢測(cè)， 也可在某個(gè)重要點(diǎn)位上垂直檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)舍內(nèi)全方位精準(zhǔn)檢測(cè)。

4 疾病的智能化診斷

禽病的預(yù)防和診療是飼養(yǎng)管理中的重點(diǎn)和難點(diǎn)， 及時(shí)準(zhǔn)確的診斷是有效治療、 降低損失的關(guān)鍵。智能化診斷是根據(jù)所發(fā)疾病的流行病學(xué)、臨床癥狀、病理變化、必要的實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)結(jié)果等病情信息，做出的智能化分析和診斷。目前應(yīng)用較多的智能化診斷方式有禽病自助診斷系統(tǒng)， 或借助網(wǎng)絡(luò)視頻實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程專家診斷系統(tǒng)等。

5 光照的智能化控制

光照對(duì)家禽的體成長(zhǎng)、性成熟、產(chǎn)蛋有至關(guān)重要的作用。針對(duì)家禽不同發(fā)育階段、不同產(chǎn)蛋時(shí)期的光照需求，合理地控制光照強(qiáng)度和光照時(shí)間，尤其在全密閉、多層立體養(yǎng)殖的雞舍，更要合理控制雞籠不同位置的燈光均勻度。 光照的智能化控制是利用光照傳感系統(tǒng)、 智能化控制系統(tǒng)及燈光設(shè)備等，自動(dòng)監(jiān)測(cè)光照時(shí)間、光照強(qiáng)度、光照波長(zhǎng)和光照均勻度等，進(jìn)行合理控制，科學(xué)補(bǔ)光[4]，并在突然斷電、系統(tǒng)故障情況下系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

6 蛋品的智能化檢測(cè)與分級(jí)

在無(wú)人干預(yù)的情況下， 對(duì)雞蛋的重量及其品質(zhì)進(jìn)行智能化檢測(cè)，自動(dòng)清洗后的分級(jí)、打碼、包裝出售或進(jìn)一步加工， 讓消費(fèi)者了解每一枚禽蛋的商標(biāo)、品質(zhì)級(jí)別、生產(chǎn)日期等信息[5]，為市場(chǎng)提供優(yōu)品雞蛋和質(zhì)量安全可追溯的生產(chǎn)信息。

7 生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的智能化分析

家禽存欄的基本信息、日常管理信息，包括采食量、飲水量、產(chǎn)蛋量、光照、防疫以及環(huán)境溫度、濕度、空氣質(zhì)量、通風(fēng)質(zhì)量等數(shù)據(jù)信息，通過(guò)無(wú)線

網(wǎng)絡(luò)傳至云端服務(wù)器生產(chǎn)管理監(jiān)控平臺(tái)， 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)管理，并在專業(yè)化系統(tǒng)支撐下智能化分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)家禽生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等。 同時(shí)， 從生產(chǎn)大數(shù)據(jù)的角度綜合分析，監(jiān)測(cè)家禽的健康狀態(tài)。

總之，“智能化” 貫穿于家禽飼養(yǎng)管理的各個(gè)層面，不僅僅局限于上述這幾個(gè)方面。 當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)智能化養(yǎng)殖還應(yīng)具備一些基礎(chǔ)條件， 如雞舍設(shè)計(jì)和建造的標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備設(shè)施的自動(dòng)化、飼養(yǎng)管理技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、 糞污處理的規(guī)范化， 以及相關(guān)的硬件、軟件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。