智慧養(yǎng)殖新技術(shù)、新產(chǎn)品應(yīng)用研究

樊 平,顏邦斌

南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 南充 637100

0 引言

近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是人工智能和物聯(lián)網(wǎng)等的廣泛應(yīng)用,我國智慧養(yǎng)殖業(yè)快速迭代升級,越來越多的養(yǎng)殖場(戶)開始應(yīng)用新一代智慧養(yǎng)殖技術(shù)與產(chǎn)品,包括智能飼喂、智能環(huán)控、智能檢測、智能管理等。當(dāng)前也有越來越多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、科技創(chuàng)新公司,特別是一些平臺生態(tài)型企業(yè),為養(yǎng)殖業(yè)提供了更多更新的技術(shù)、服務(wù)、平臺和方案,推動著傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)向智慧養(yǎng)殖業(yè)快速轉(zhuǎn)變。文章總結(jié)當(dāng)前生產(chǎn)上推廣應(yīng)用較多的智慧養(yǎng)殖新技術(shù)新產(chǎn)品,并對其進行逐一探討。

1 智能飼喂技術(shù)

智能飼喂技術(shù)是以精準、高效、個性化定制為主要特征,根據(jù)動物營養(yǎng)、生長狀態(tài)、生長環(huán)境、效益目標(biāo)等多種因素,形成針對不同養(yǎng)殖對象的飼喂配方和飼喂方案。全新的智能飼喂系統(tǒng)包括控制器主體、報警指示燈、數(shù)碼管顯示、下料主體、功能按鍵、迅速清倉端蓋等,具有智能下料、智能加水、智能控制、迅速清倉、異常報警等功能。通過設(shè)備聯(lián)網(wǎng),智能飼喂信息(包括異常報警)可實時推送到電腦、手機和微信等,實現(xiàn)了豬場管理的及時、便捷和高效。多功能飼喂管理系統(tǒng)可實現(xiàn)限位欄母豬、產(chǎn)房母豬、后備母豬、保育豬、育肥豬等各階段的智能飼喂,其一鍵式下料的優(yōu)點,減少了大量人力,避免了人工投料給豬只帶來的喂料應(yīng)激和消耗。該系統(tǒng)性價比高,投入產(chǎn)出效益好,因此,常常成為很多規(guī)模豬場智慧養(yǎng)殖的首選。

2 液態(tài)智能飼喂技術(shù)

①液態(tài)智能飼喂技術(shù)除具有上述智能飼喂系統(tǒng)的優(yōu)點外,它可選擇的飼料原料更加廣泛,包括當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)副產(chǎn)品,如玉米秸稈、大豆秸稈、牧草、豆渣等都可以經(jīng)過發(fā)酵后形成優(yōu)質(zhì)飼料,以滿足豬群的營養(yǎng)需求。發(fā)酵后的飼料中含有益生菌,可以有效促進豬的腸胃消化和吸收,增加飼料的轉(zhuǎn)化率,實現(xiàn)降本增效,也不失為一種解決人畜爭糧局面的較好方式。②液態(tài)飼喂可以有效減少飼料粉塵,改善豬舍空氣質(zhì)量,減少豬只呼吸道疾病的發(fā)生,這在寒冷季節(jié)規(guī)模豬場的大群飼養(yǎng)時,效果更加明顯。③液態(tài)飼喂系統(tǒng)避免了飼料的殘留和霉變,可有效防止霉菌毒素的產(chǎn)生和危害。④斷奶仔豬在斷奶前后使用液態(tài)飼料,可降低斷奶應(yīng)激,確保斷奶仔豬順利過渡等。因此液態(tài)飼喂方式更簡單更有效,可大大提高養(yǎng)殖效益,開啟智能養(yǎng)豬新時代。

3 人工智能(AI)技術(shù)

①在養(yǎng)豬行業(yè)中,人工智能的應(yīng)用也日益普及,該技術(shù)可以幫助農(nóng)場主更好地管理豬群,提高生產(chǎn)效率和養(yǎng)殖質(zhì)量,幫助農(nóng)場一線員工更輕松有效地工作,提高員工福利;同時,人工智能技術(shù)有助于建立統(tǒng)一的養(yǎng)殖標(biāo)準,減少人為原因?qū)е碌纳a(chǎn)成績波動。②人工智能可用于監(jiān)測豬的生長和健康狀況,為養(yǎng)殖者提供更為準確和及時的信息。如養(yǎng)殖者可以在豬舍內(nèi)安裝攝像頭、巡檢機器人以及各種傳感器,通過人工智能技術(shù)來識別和追蹤每頭豬的生長情況以及預(yù)測豬的疾病風(fēng)險等信息。③可監(jiān)測豬舍內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體濃度等環(huán)境指標(biāo),并通過預(yù)測和識別這些指標(biāo)來提高養(yǎng)豬效率[1]。例如可以根據(jù)豬的日齡繪制豬群各個階段所適宜的溫濕度曲線范圍,當(dāng)豬舍的溫濕度高于最高設(shè)定值或低于最低設(shè)定值時,人工智能可以輔助啟動設(shè)備自動調(diào)節(jié)豬舍內(nèi)的溫度和濕度,從而保證豬只生產(chǎn)環(huán)境的穩(wěn)定和舒適。④可用于管理飼料的供應(yīng)和質(zhì)量。如養(yǎng)殖者可以通過智能技術(shù)來預(yù)測豬的飲食需求和飼料消耗量,并及時補充飼料,避免豬只因為缺乏營養(yǎng)而影響其生長和健康狀況。同時,可監(jiān)測飼料的質(zhì)量和存儲情況,保證飼料的安全和營養(yǎng)價值。⑤可用于評估豬肉的品質(zhì)和營養(yǎng)價值。如可通過圖像識別技術(shù)來分析豬肉的外觀和質(zhì)地,判斷其品質(zhì)是否符合標(biāo)準要求,并分析豬肉的營養(yǎng)成分,從而為消費者提供更為準確和詳細的營養(yǎng)信息。⑥借助物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù),可以實現(xiàn)養(yǎng)殖過程的全程監(jiān)管和信息化管理,進而實現(xiàn)養(yǎng)殖過程的可追溯性和數(shù)據(jù)共享,提高養(yǎng)殖行業(yè)的透明度和信任度。

4 推行ID豬

ID豬是指有“身份”的豬,是基于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)技術(shù)等前沿技術(shù),通過使用現(xiàn)代化機械設(shè)備,鏈接“權(quán)威檢測、場景可視、防篡改、在線支付、責(zé)任到人、品牌背書”6個維度進行管控,進而實現(xiàn)每一頭豬,甚至每一塊豬肉都擁有自己的“身份”和“檔案”。ID豬可通過連接上下游的客戶,積極運用先進的互聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù),推動生豬及豬產(chǎn)品的高質(zhì)量、透明化、可溯源,幫助生豬產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展,幫助優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)殖戶做出有品牌溢價的產(chǎn)品。ID豬的推行不僅從源頭上解決了豬肉安全問題,同時也推動了生豬流通各個環(huán)節(jié)的規(guī)范化、可視化。生豬養(yǎng)殖企業(yè)、屠宰企業(yè)還可依托不可篡改的追溯數(shù)據(jù),打造出透明化、有質(zhì)量的生豬品牌、肉食品品牌,提升企業(yè)在行業(yè)內(nèi)的綜合競爭力。

5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)與養(yǎng)豬的結(jié)合,簡單的講就是通過傳感器和射頻識別等技術(shù)來實現(xiàn)自動化監(jiān)控,通過信息化平臺來實現(xiàn)智能養(yǎng)豬。管理者通過遠程監(jiān)控掌握豬場動態(tài),會大大提高生產(chǎn)管理水平,種豬的意外傷亡率也會隨之下降,很適合中大型養(yǎng)殖場。①通過物聯(lián)網(wǎng)養(yǎng)豬,由安裝在豬場內(nèi)的傳感終端,對溫濕度、空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)能實時監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)異常時,系統(tǒng)會自動報警,例如當(dāng)二氧化碳超標(biāo)時,系統(tǒng)就會自動發(fā)送報警信息,管理者只需點擊鼠標(biāo)就能實現(xiàn)排風(fēng),如果一定時間內(nèi)無人為操作就會自動開啟。②基于物聯(lián)網(wǎng)平臺,公豬站的精液生產(chǎn)和質(zhì)量控制系統(tǒng)能夠達到對公豬精液生產(chǎn)以及質(zhì)量控制環(huán)節(jié)的自動化采集和分析,同時也能了解豬的進食、活動等數(shù)據(jù)是否異樣,從而幫助養(yǎng)殖戶及時調(diào)整養(yǎng)殖措施。③當(dāng)前流行放養(yǎng)豬,但是自然環(huán)境下放養(yǎng)對管理是一個挑戰(zhàn)。由于養(yǎng)殖面積大、環(huán)境復(fù)雜等因素,豬的定位和救助是個問題,若結(jié)合射頻識別技術(shù)的定位識別就能解決問題。放養(yǎng)時,給每個豬安裝一片芯片,在養(yǎng)殖區(qū)的各個區(qū)域配置相應(yīng)的感應(yīng)裝置和視頻監(jiān)控裝置等,通過物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建定位系統(tǒng),就能夠?qū)ωi的活動情況進行精確定位以及視頻監(jiān)控。④食品安全問題一直都是社會的頭等問題,食品溯源一直都是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的熱門話題。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)、射頻識別技術(shù)的結(jié)合,這些工具能夠記錄生豬養(yǎng)殖中的各類信息,消費者通過掃描豬肉上的二維碼,就能了解所購豬肉的產(chǎn)地、飼養(yǎng)情況、用藥情況等,改善了用戶的消費體驗。借助電商平臺,養(yǎng)殖戶還可以獲得用戶反饋的豬肉品質(zhì)評價,及時地調(diào)整豬肉品種和飼養(yǎng)方案。

6 智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng)

智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)(包括二氧化碳傳感器、有害氣體傳感器、空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器等)、控制系統(tǒng)(包括智能閥門、智能控制柜等)、管理云平臺及通信網(wǎng)絡(luò)組成。應(yīng)用智慧養(yǎng)殖管理系統(tǒng)的養(yǎng)豬場,養(yǎng)殖戶通過安裝了管理云平臺的智能手機、電腦端查看養(yǎng)豬場各部分的環(huán)境實況,如溫度、氨氣含量等數(shù)據(jù)信息,了解其是否超過適宜范圍、是否需要在界面上開啟相應(yīng)設(shè)備進行平衡等。也可以設(shè)定養(yǎng)殖管理策略,把原本需要人工判斷、執(zhí)行的問題交給云平臺,管理者只需要在接收到報警信息后,根據(jù)報警內(nèi)容去排查對應(yīng)設(shè)備有無異常即可,同時結(jié)合監(jiān)控視頻與歷史數(shù)據(jù),優(yōu)化養(yǎng)殖方案[2]。對牛(羊)群的智能化管理,可利用電子耳標(biāo)和智能項圈等設(shè)備,實現(xiàn)牛群24 h體溫監(jiān)測、運動量監(jiān)測、電子圍欄、遠距離識別和衛(wèi)星定位、靜止報警、計數(shù)上傳等功能。結(jié)合智聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺和智能AI分析系統(tǒng)構(gòu)建牛群放牧管理系統(tǒng)、牛群溯源質(zhì)量追蹤系統(tǒng)和肉牛產(chǎn)業(yè)信息管理系統(tǒng)等。

7 疫病防控智能決策技術(shù)

利用健康巡檢機器人、防疫消毒機器人等可實現(xiàn)疫病遠程診斷,收集的數(shù)據(jù)還能通過大數(shù)據(jù)分析及時發(fā)現(xiàn)問題,宏觀上也有助于疫病防控監(jiān)管。

7.1 豬場智能巡檢機器人

豬場智能巡檢機器人采用智能算法和信息傳輸處理進行實時數(shù)據(jù)采集和智能體況分析,可實現(xiàn)智能盤點、圖像估重、種豬體況評分、病弱豬檢測、運動量檢測等功能。智能盤點是通過特定攝像頭及不同場景下的合理架設(shè),利用人工智能算法快速精準地統(tǒng)計出豬群中豬只個數(shù);圖像估重-測膘是通過特定攝像頭獲取豬群的體積數(shù)據(jù),利用人工智能算法快速計算豬只運動量監(jiān)測體質(zhì)量,參照標(biāo)準體質(zhì)量生長曲線,實現(xiàn)輔助豬只精準飼喂;病弱豬檢測是指24 h監(jiān)測豬群的體溫及姿態(tài)數(shù)據(jù),利用紅外攝像技術(shù)獲取豬群體溫,并基于圖像切割和圖像去重技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)死豬,再利用人工智能算法快速捕捉異常姿態(tài)的病弱豬,并及時通知飼養(yǎng)員進行相應(yīng)處理;運動量檢測是指24 h監(jiān)測豬群的運動數(shù)據(jù),利用人工智能算法快速地計算出不同個體的運動指數(shù)以及不同區(qū)域的豬群活躍程度,實現(xiàn)生長評估和體況評估。

7.2 AI消毒滅菌機器人

AI消毒滅菌機器人采用全地形履帶底盤,適用于室外多種不同路面路況。機器人一般寬0.9 m,高0.55 m,可“自由”進出豬舍的狹窄道路;機器人搭載60 L大容量藥箱,可以達到連續(xù)噴灑15～30 min的作業(yè)時長,方便管理人員靈活制定作業(yè)計劃,并有效避免作業(yè)人員被有毒有害氣體侵害。

7.3 咳嗽管家

咳嗽管家是一款以人工智能大數(shù)據(jù)算法為基礎(chǔ)的豬呼吸系統(tǒng)疾病的創(chuàng)新解決方案。它能24 h全天候在豬舍中監(jiān)測豬群的呼吸道健康狀況并且及時發(fā)送預(yù)警,提醒相關(guān)管理人員進行針對性的干預(yù),達到改善生產(chǎn)成績、增效降本的目的。此外,該系統(tǒng)將現(xiàn)場呼吸道狀況可視化,用數(shù)據(jù)呈現(xiàn)助力管理及決策,做到更客觀、精準,可追溯的過程管理。在數(shù)智化健康管理這個領(lǐng)域不斷探索。

8 智能高溫好氧發(fā)酵糞便處理技術(shù)

智能高溫好氧發(fā)酵糞便處理技術(shù)可以利用活性微生物對畜禽糞便等有機廢棄物進行高溫好氧發(fā)酵處理,廢棄物中的有機質(zhì)進行生物分解、腐熟后,可生產(chǎn)有機肥,促進有機廢棄物無害化、穩(wěn)定化、減量化以及資源化利用。智能高效好氧發(fā)酵技術(shù)主要應(yīng)用立式好氧發(fā)酵罐,該設(shè)備主要由發(fā)酵室、主軸傳動系統(tǒng)、液壓動力系統(tǒng)、上料提升系統(tǒng)、高壓送風(fēng)系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其工作原理是利用鋸末、稻殼、玉米秸稈、玉米芯、花生殼等生物物質(zhì)作為輔料,對豬糞含水量和碳氮比(C/N)進行調(diào)整,然后加入菌種進行混拌,送入密閉的發(fā)酵罐中發(fā)酵。通過高壓風(fēng)機送風(fēng)系統(tǒng)向物料輸送氧氣,液壓驅(qū)動系統(tǒng)帶動槳葉旋轉(zhuǎn)進行攪拌,在好氧發(fā)酵菌的作用下,有機物不斷分解,產(chǎn)生大量高溫,促進物料中的水分蒸發(fā),同時可殺滅病原體、寄生蟲以及雜草種子,最終生成優(yōu)質(zhì)有機肥,達到無害化、減量化、穩(wěn)定化的處理目的。

9 豬臉識別系統(tǒng)

豬臉識別技術(shù)是一項以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ),運用面部識別技術(shù)來識別豬只身份、健康狀況、品種分類、以及追溯的技術(shù)。豬臉識別技術(shù)的應(yīng)用將大大提升豬養(yǎng)殖場主在管理豬只時的便捷性。①通過對豬的面部特征的識別,豬只的身份可以被快速準確地識別。這一過程的效率遠超傳統(tǒng)的豬耳標(biāo)識別方法,而且更為安全、便捷。②運用豬臉識別技術(shù),豬只的健康狀況可以得到更及時的發(fā)現(xiàn)。通過對豬的面部特征的識別,病癥的初期表現(xiàn)可以被迅速捕捉到,便于管理者及時采取相應(yīng)的措施,以防疾病的擴散。此外,通過對豬的面部特征的識別可以對豬只的品種進行分類,這樣,養(yǎng)殖場主可以更為便捷地管理不同品種的豬只,從而更好地調(diào)配養(yǎng)殖資源。③運用豬臉識別技術(shù),豬只的追溯也變得異常簡單。通過對豬的面部特征的識別,可以實現(xiàn)豬只的全程追溯,方便養(yǎng)殖場主進行管理和監(jiān)控。當(dāng)然,豬臉識別技術(shù)在實際應(yīng)用中還面臨著一些問題,例如豬只的面部特征隨著生長過程會發(fā)生變化,數(shù)據(jù)采集難度大等。但是,這些問題都可以通過不斷的技術(shù)優(yōu)化和數(shù)據(jù)積累來解決。 可以預(yù)見的是豬臉識別技術(shù)有望成為豬養(yǎng)殖管理的新利器,為養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

10 結(jié)束語

養(yǎng)殖場實行智能化養(yǎng)殖,建設(shè)以數(shù)字為基礎(chǔ)的養(yǎng)殖管理方式是未來養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展方向,也是發(fā)展養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)的必由之路。隨著傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)向智能化、信息化、標(biāo)準化轉(zhuǎn)型升級,我國畜牧業(yè)必將成為融合多學(xué)科的高科技新型行業(yè),未來智慧養(yǎng)殖將更加致力于推動畜牧業(yè)數(shù)智化發(fā)展,進一步推動我國畜牧業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。