摘 要:本文基于專(zhuān)利信息數(shù)據(jù),對(duì)雞類(lèi)養(yǎng)殖中性別鑒定的主要專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行了梳理。通過(guò)分析全球?qū)@暾?qǐng)趨勢(shì)、全球主要申請(qǐng)人以及主流性別鑒定方法的專(zhuān)利規(guī)模,挖掘了專(zhuān)利信息,明確了雞類(lèi)養(yǎng)殖中性別鑒定技術(shù)的現(xiàn)狀,并展望了其未來(lái)的發(fā)展。研究得出以下結(jié)論:目前,雞類(lèi)養(yǎng)殖中性別鑒定技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)幱谄椒€(wěn)發(fā)展階段,但技術(shù)創(chuàng)新水平仍有待提高,相關(guān)專(zhuān)利的轉(zhuǎn)化率較低,國(guó)際化專(zhuān)利布局不足,雞類(lèi)養(yǎng)殖中性別鑒定的技術(shù)創(chuàng)新主要由企業(yè)、科研院所和大專(zhuān)院校主導(dǎo),國(guó)內(nèi)相關(guān)申請(qǐng)量將持續(xù)增長(zhǎng),尤其在信息化、智能化等方面的技術(shù)創(chuàng)新仍有較大研發(fā)空間。
關(guān)鍵詞:性別鑒定;專(zhuān)利分析;申請(qǐng)趨勢(shì)
中圖分類(lèi)號(hào):S831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-1085(2024)11-0042-09
在家禽的飼養(yǎng)管理過(guò)程中,對(duì)于商品蛋雞,公雛需要盡早淘汰;而對(duì)于肉用仔雞,由于公雞達(dá)到上市體重的日齡比母雞提前約9 d,因此需要選擇公雛進(jìn)行飼養(yǎng)[1]。因此,家禽幼雛性別鑒定對(duì)家禽養(yǎng)殖業(yè)顯得尤為重要。傳統(tǒng)的人工翻肛門(mén)、器械觀察生殖器官、伴性遺傳鑒別[2]等幾種人工鑒定方法,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,對(duì)雛雞的傷害也大,且普通鑒定師至少需要培訓(xùn)1年才能達(dá)到95%的鑒定正確率。因此,傳統(tǒng)的性別鑒定方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足養(yǎng)雞業(yè)的現(xiàn)有需求,急需人工智能自動(dòng)鑒定等新方法在雞類(lèi)養(yǎng)殖的早期進(jìn)行無(wú)損傷、高效率且準(zhǔn)確率高的性別鑒定,這也是確保高質(zhì)量和高效生產(chǎn)的首要需求,更關(guān)系著家禽養(yǎng)殖行業(yè)的利益。
專(zhuān)利申請(qǐng)情況可以反映技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),本文在INCOPAT商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索,截至2024年4月,全球共有903件關(guān)于雞類(lèi)性別鑒定的專(zhuān)利申請(qǐng)。以此作為數(shù)據(jù)樣本,對(duì)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以研究國(guó)內(nèi)外雞類(lèi)性別鑒定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),并為養(yǎng)雞者提供技術(shù)參考。
1" 專(zhuān)利申請(qǐng)量趨勢(shì)分析
該產(chǎn)業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)整體呈上升趨勢(shì)。經(jīng)檢索分析可知,截至2024年4月,全球雛雞的性別鑒定專(zhuān)利申請(qǐng)總量為903件,其中多為方法發(fā)明專(zhuān)利。如圖1所示,近20年來(lái),2015年之前除2010年外,其余年份的申請(qǐng)量均在30件以?xún)?nèi),2015年之后出現(xiàn)了兩個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)量的波峰,2016年開(kāi)始進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。一方面,社會(huì)對(duì)雞肉食品的巨大需求促使養(yǎng)雞業(yè)提高生產(chǎn)效率,進(jìn)而刺激了對(duì)雞類(lèi)性別鑒定的研發(fā)創(chuàng)新;另一方面,隨著養(yǎng)殖模式逐漸以集約化、規(guī)?;癁橹鳎詣e鑒定技術(shù)的需求從人工鑒定向自動(dòng)化、分子水平鑒定的技術(shù)轉(zhuǎn)變,也促使了雞類(lèi)性別鑒定的研發(fā)創(chuàng)新進(jìn)入快速增長(zhǎng)期。2018年達(dá)到了波峰的最高值,當(dāng)年專(zhuān)利申請(qǐng)峰值里中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)量排名前十位的申請(qǐng)人多為國(guó)外申請(qǐng)人,占比為70%,美國(guó)EGGXYT公司排名第一,說(shuō)明2018年國(guó)外申請(qǐng)人在中國(guó)做了較多的專(zhuān)利布局。自2020年至今,專(zhuān)利申請(qǐng)量回落起伏處于調(diào)整期,這與社會(huì)發(fā)展速度、養(yǎng)雞業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度回落有關(guān)。
2" 全球主要申請(qǐng)人分析
圖2展示了全球關(guān)于雞類(lèi)性別鑒定專(zhuān)利申請(qǐng)量排名情況。全球?qū)@暾?qǐng)量排名前十位申請(qǐng)人,中國(guó)申請(qǐng)人和國(guó)外申請(qǐng)人各占50%,表明中國(guó)在雞類(lèi)性別鑒定的技術(shù)創(chuàng)新緊跟全球?qū)@夹g(shù)發(fā)展形勢(shì),并取得了顯著的進(jìn)展。排名第一的是美國(guó)EMBREX公司,申請(qǐng)量為34件,該公司自主創(chuàng)新出EMBREX性別鑒定方法,針對(duì)13~18胚齡雞胚種蛋進(jìn)行性別鑒定,該方法準(zhǔn)確率高;排名第二的是美國(guó)EGGXYT公司,也是以種蛋為性別鑒定的基礎(chǔ);第3名為UNIV.NORTH CAROLINA STATE,主要研究基因技術(shù);第4名為江蘇省家禽科學(xué)研究所,申請(qǐng)量為25件,著重研究利用PCR方法鑒定對(duì)留做公母雞親本F1代的快慢羽基因型進(jìn)行判定。前10名中,國(guó)內(nèi)以研究院為主,分別是江蘇省家禽科學(xué)研究所、四川省畜牧科學(xué)研究院、貴州省畜牧獸醫(yī)研究所三所研究院;國(guó)外以公司為主,分別為EMBREX,INC.、EGGXYTLTD.、NOVA-TECHENGINEERING,INC.、NOVATRANSGROUPS.A.四家公司。
基于全球共有903件關(guān)于雛雞性別鑒定的專(zhuān)利申請(qǐng),本文在INCOPAT數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)這些申請(qǐng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單同族合并,即同一時(shí)期相同的申請(qǐng)人在不同國(guó)家申請(qǐng)的多件專(zhuān)利申請(qǐng)被合并為一件專(zhuān)利申請(qǐng)。經(jīng)過(guò)合并后,共得到493件關(guān)于雛雞性別鑒定的專(zhuān)利申請(qǐng)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)再次對(duì)全球?qū)@暾?qǐng)量排名前十位的申請(qǐng)人進(jìn)行了分析。
圖3展示了經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單同族合并后全球關(guān)于雛雞性別鑒定專(zhuān)利申請(qǐng)量的排名情況。在這個(gè)排名中,中國(guó)申請(qǐng)人占據(jù)了前10名中的8位,美國(guó)占據(jù)了2位。江蘇省家禽科學(xué)研究所以19件申請(qǐng)量位居第一,四川省畜牧科學(xué)研究院位居第二。北京市華都峪口禽業(yè)有限責(zé)任公司以評(píng)估候選群體、一代雜交群體、一代全同胞群體、二代全同胞群體和二代雜交群體的群體為主要內(nèi)容,排名第三。EMBREX INC.公司以9件申請(qǐng)量排名第四,EGGXYT LTD.以6件申請(qǐng)量排名第七。第八至第十名的申請(qǐng)量均為5件。同時(shí),新出現(xiàn)在前10名中的申請(qǐng)人分別為貴州省畜禽遺傳資源管理站、中山科朗農(nóng)業(yè)科技股份有限公司和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)。
根據(jù)圖2、圖3顯示的申請(qǐng)人專(zhuān)利申請(qǐng)量的排名情況變化,可以得出結(jié)論:大多數(shù)國(guó)外申請(qǐng)人通過(guò)PCT或巴黎公約申請(qǐng),能夠在同一時(shí)間段內(nèi)具有多個(gè)同族申請(qǐng),這是一種能夠在短期內(nèi)占領(lǐng)多個(gè)國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)空白處的高收益方式。因此,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的同族合并后,國(guó)外申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量大幅減少。而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人大多數(shù)只在中國(guó)進(jìn)行申請(qǐng),少數(shù)去國(guó)外申請(qǐng)專(zhuān)利。結(jié)合中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)類(lèi)型,占比情況:發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)占比66%,PCT申請(qǐng)占比小于5%,由于國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人缺乏國(guó)際化專(zhuān)利布局,所以擁有的同族專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量較少。簡(jiǎn)單的同族合并操作對(duì)國(guó)外申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量影響較大,對(duì)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量沒(méi)有太大影響。
3" 性別鑒定的主要方法分析
除了傳統(tǒng)的幾種人工鑒定方法,近幾年專(zhuān)利涉及的主要是人工智能自動(dòng)鑒定方法和分子水平鑒定方法。自動(dòng)鑒定方法具體包括以下幾種:一是通過(guò)人工智能鑒別肛門(mén)影像信息中小雞肛門(mén)的特定突起來(lái)鑒別雌雄;二是通過(guò)觀察公雞和母雞的頸羽、鞍羽和尾羽的形態(tài)特征來(lái)區(qū)分,公雞的羽毛細(xì)長(zhǎng)、末端尖細(xì),而母雞則較短,末端呈鈍圓形[2]。Gershman[3]提出了一種簡(jiǎn)便的方法,通過(guò)圖像處理技術(shù)計(jì)算雞展開(kāi)羽毛的“緊密度”和“粗糙度”的值分辨公雛和母雛(圖4),從而實(shí)現(xiàn)雛雞的自動(dòng)化性別鑒定;三是提前在種蛋階段進(jìn)行照蛋性別鑒定。鐘航等[4]研究了家禽胚蛋雌雄鑒別方法,只有在同時(shí)提高鑒別準(zhǔn)確率、縮短鑒別時(shí)間、降低檢測(cè)成本等指標(biāo)的前提下,胚蛋雌雄鑒別技術(shù)才能在生產(chǎn)上得到成功運(yùn)用和大量推廣。劉成康等[5]對(duì)比了現(xiàn)有種蛋無(wú)損檢測(cè)研究中的相關(guān)方法與技術(shù),包括機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、光譜技術(shù)、聲共振頻率分析、生物電信號(hào)分析、敲擊振動(dòng)法、介電常數(shù)分析、氣味特征分析等,分析了種蛋受精和性別信息無(wú)損檢測(cè)仍存在的技術(shù)限制、發(fā)育階段檢測(cè)限制、蛋殼干擾和種蛋個(gè)體差異性等方面挑戰(zhàn),并針對(duì)未來(lái)的研究及發(fā)展探討了高光譜成像、X射線成像、超聲波成像和磁共振成像等新興技術(shù)應(yīng)用于種蛋受精與性別無(wú)損檢測(cè)的可行性。分子水平鑒定方法分別包括流式細(xì)胞儀法、EMBREX法和基因PCR三種方法。
3.1" 3D專(zhuān)利沙盤(pán)分析
3D專(zhuān)利沙盤(pán)是技術(shù)布局可視化表現(xiàn)形式,顏色越淺,峰值越高,高峰代表了技術(shù)聚焦的領(lǐng)域,反之峰值越低,低谷則意味著技術(shù)盲點(diǎn)、潛在的機(jī)會(huì)或者待開(kāi)拓的領(lǐng)域,面積大小代表該技術(shù)領(lǐng)域的占比。
圖5展示的3D專(zhuān)利沙盤(pán),可以很直觀地看出幾種主流性別鑒定方法的專(zhuān)利規(guī)模。本研究中涉及的903件發(fā)明專(zhuān)利,經(jīng)過(guò)3D專(zhuān)利沙盤(pán)模擬可知,主流性別鑒定方法主要分布在6個(gè)峰值處,圖左上部分分別為母雞|羽色自動(dòng)識(shí)別雌雄|配置,非侵入性方法|胚胎|照蛋,圖像|雛雞|肛門(mén)三個(gè)區(qū)域;圖左下部分分別為尿囊|激素|EMBREX,核酸序列|染色體|流式細(xì)胞,CHD|基因|PCR三個(gè)區(qū)域;圖右邊部分分別為綜合交互測(cè)定和其他;通過(guò)圖中顏色和面積的比較發(fā)現(xiàn),高價(jià)值專(zhuān)利在專(zhuān)利數(shù)量分布領(lǐng)域中所占比例并不高,且綜合交互測(cè)定方法的峰值較低,面積較小,由于此項(xiàng)方法既能克服傳統(tǒng)的效率低下問(wèn)題,又能降低運(yùn)行成本,因此也成為后續(xù)家雞養(yǎng)殖性別鑒定這一技術(shù)可繼續(xù)深入挖掘的一個(gè)方面,如江蘇省家禽科學(xué)研究所在2023年申請(qǐng)的專(zhuān)利(CN116287318B)提出了一種高繁慢羽優(yōu)質(zhì)肉雞新品系的制種方法,采用了對(duì)石岐雜個(gè)體進(jìn)行快慢羽鑒定和利用PCR方法鑒定對(duì)留做公母雞親本F1代的快慢羽基因型進(jìn)行判定來(lái)快速建立高繁群體。本發(fā)明方法效果顯著,檢測(cè)方法簡(jiǎn)單快捷,且不受外界環(huán)境的影響,可培育出高繁可自別雌雄的優(yōu)質(zhì)肉雞新品系。另外,從圖5可知,人工智能自動(dòng)鑒定方法比分子水平鑒定方法的專(zhuān)利申請(qǐng)占比大,說(shuō)明家雞養(yǎng)殖領(lǐng)域中的實(shí)際性別鑒定需求還是以人工智能自動(dòng)鑒定方法居多,分子水平鑒定方法雖然結(jié)果更為準(zhǔn)確,但是儀器價(jià)格昂貴,不適合中小型禽類(lèi)養(yǎng)殖場(chǎng)。
3.2" 人工智能自動(dòng)鑒定方法分析
人工智能自動(dòng)鑒定方法具體分為肛門(mén)特定突起不同、羽毛差異和照蛋鑒別三種鑒定方法。三種鑒定方法各有優(yōu)缺點(diǎn),其操作的簡(jiǎn)易性、鑒定的準(zhǔn)確性、應(yīng)用的廣泛性、需求的實(shí)際性、成本的可控性等都需要養(yǎng)雞從業(yè)者全方位的考慮,以下是近8年較為典型的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)或?qū)@?,供養(yǎng)雞從業(yè)者學(xué)習(xí)、比較以改進(jìn)現(xiàn)階段使用的鑒定方法。
3.2.1" 肛門(mén)特定突起不同" 韓國(guó)申請(qǐng)人KIM SUNG MIN在2022年申請(qǐng)的已授權(quán)專(zhuān)利(KR102532542B1)中介紹,控制部件通過(guò)人工智能鑒別肛門(mén)影像信息中的小雞的肛門(mén)的特定突起,鑒別小雞的雌雄,且隨著鑒別次數(shù)的增加,積累特定突起和雌雄鑒別的數(shù)據(jù),從而能夠進(jìn)一步地提高準(zhǔn)確度。
四川省畜牧科學(xué)研究院的2019年專(zhuān)利申請(qǐng)(CN112541488A)為一種用于雛禽翻肛鑒別雌雄的圖像識(shí)別工作臺(tái)及識(shí)別方法,可以廣泛應(yīng)用于雞鴨鵝等雛禽,可大大減輕操作工的工作強(qiáng)度,降低人眼鑒別的錯(cuò)誤率,提高鑒別效率和準(zhǔn)確率,同時(shí)節(jié)省了專(zhuān)業(yè)鑒別操作工的人工成本,大幅度降低種禽場(chǎng)的制種成本。
3.2.2" 羽毛差異和照蛋鑒別" 圖6展示了羽毛差異和照蛋兩種人工智能自動(dòng)鑒定方法專(zhuān)利申請(qǐng)量前十名的排名情況??倲?shù)量排名第一的是美國(guó),接下來(lái)依次是歐洲專(zhuān)利局、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、日本、中國(guó)和澳大利亞等;其中按照雛雞羽毛差異,排名從多到少依次為美國(guó)、歐洲專(zhuān)利局、中國(guó)、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、澳大利亞和日本等;按照照蛋鑒別,排名從多到少依次為美國(guó)、歐洲專(zhuān)利局、日本、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織、澳大利亞及中國(guó)等。由圖6看出,無(wú)論是從數(shù)量還是具體到不同的鑒定方法,美國(guó)都是排名第一,歐洲專(zhuān)利局緊跟其后,表明了在國(guó)際市場(chǎng)上歐美企業(yè)還是實(shí)力雄厚,而中國(guó)在雛雞羽毛差異鑒定方面位列第三。2023年7月21環(huán)球時(shí)報(bào)的新聞《突破“卡脖子”!打破西方四十年壟斷,中國(guó)白羽肉雞出?!芬沧C實(shí)了中國(guó)以實(shí)際行動(dòng)追趕歐美,北京市華都峪口禽業(yè)有限責(zé)任公司自主培育1.55萬(wàn)只“京紅1號(hào)”高產(chǎn)蛋雞和“沃德188”快大型白羽肉雞父母代種雞首次實(shí)現(xiàn)出口坦桑尼亞。
3.2.3" 美國(guó)和中國(guó)雛雞羽毛差異性別鑒定典型專(zhuān)利申請(qǐng)" 美國(guó)申請(qǐng)人的典型專(zhuān)利案件:①2023年SMART BIZ COMPANY CO.,LTD.的專(zhuān)利(KR102532170B1)為基于大數(shù)據(jù)黑白圖像信息的雞性別區(qū)分系統(tǒng),根據(jù)激光掃描獲得的羽毛強(qiáng)度值信息來(lái)確定是雌羽毛還是雄羽毛;②2016年塔根公司的專(zhuān)利申請(qǐng)(US2018353081A1)為用于確定雛雞性別的系統(tǒng)和方法,如圖7所示。該方法包括提供負(fù)載雛雞的移動(dòng)平臺(tái)的步驟,由風(fēng)扇、閃光燈或振動(dòng)器引起至少一種刺激以使雛雞散開(kāi)翅膀的步驟以及在雛雞散開(kāi)翅膀時(shí)捕獲至少一張雛雞圖像的步驟。將雛雞翅膀的圖像與數(shù)字圖像庫(kù)進(jìn)行比對(duì),確定雛雞性別。由以上兩件專(zhuān)利可以看出,美國(guó)申請(qǐng)人針對(duì)雛雞羽毛差異的專(zhuān)利申請(qǐng)向?qū)﹄r雞無(wú)束縛無(wú)創(chuàng)傷、結(jié)果更快速更精確的方向發(fā)展。
在針對(duì)雛雞羽毛差異性別鑒定的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中,有效專(zhuān)利占比44.01%,失效專(zhuān)利占比13.47%,這一方面提示相關(guān)養(yǎng)殖者、企事業(yè)研發(fā)單位和公眾可充分利用這些失效專(zhuān)利;另一方面,提示存在著相關(guān)專(zhuān)利轉(zhuǎn)化度不高的問(wèn)題。中國(guó)申請(qǐng)人的典型專(zhuān)利案件:①2016年北京市華都峪口禽業(yè)有限責(zé)任公司的專(zhuān)利(CN106472404B)提供了一種提高種公雞繁殖性能的選育方法,包括在后備雞階段的選育,在此階段對(duì)后備雞進(jìn)行三次分群,同時(shí)采取“1+X+1”的喂料形式進(jìn)行喂料,篩選出符合體重、外貌特征標(biāo)準(zhǔn)的公雞;該選育方法形成了每個(gè)階段選育的標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)數(shù)字化選育,確保選育過(guò)程更加規(guī)范,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。②2023年上海夏數(shù)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司成功研發(fā)出世界首臺(tái)商用一日齡雛雞性別鑒定儀器,具有1 400只/h的鑒定速度,準(zhǔn)確率高達(dá)99%以上;該公司繼續(xù)專(zhuān)注研發(fā),于2024年申請(qǐng)專(zhuān)利(CN118190935A)為一種基于深度學(xué)習(xí)的雛雞羽毛快速性別鑒別設(shè)備,通過(guò)智能光學(xué)檢測(cè)模組取代人眼判別的功能,分流模組與運(yùn)算模組連接,并接收運(yùn)算模組的控制信號(hào)工作,減少勞動(dòng)強(qiáng)度,解決人員長(zhǎng)時(shí)間操作疲勞問(wèn)題,提高正確率,并且通過(guò)機(jī)械輔助,將區(qū)別后的雛雞分流分揀運(yùn)送至不同放置端存儲(chǔ),提高工作效率。
3.2.4" 中國(guó)和日本照蛋鑒別最新專(zhuān)利申請(qǐng)" 中國(guó)和日本的公司針對(duì)照蛋鑒別的最新的專(zhuān)利申請(qǐng):一是 2024年華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的專(zhuān)利申請(qǐng)(CN117893504A)提供一種種蛋性別無(wú)損檢測(cè)方法及裝置,屬于禽蛋檢測(cè)領(lǐng)域,該方法包括:獲取待檢種蛋表面的紅外圖像以及獲取待檢種蛋超聲波檢測(cè)的聲波圖像,將紅外圖像和聲波圖像輸入預(yù)設(shè)的檢測(cè)模型,輸出待檢種蛋的性別類(lèi)型;其中,預(yù)設(shè)的檢測(cè)模型,根據(jù)已知性別類(lèi)型的樣本種蛋,將對(duì)應(yīng)的紅外圖像和聲波圖像作為輸入,對(duì)應(yīng)的性別類(lèi)型作為標(biāo)簽,進(jìn)行訓(xùn)練得到。該方法無(wú)需對(duì)種蛋進(jìn)行損壞,不僅保證了對(duì)種蛋性別的檢測(cè)準(zhǔn)確度,同時(shí)在對(duì)種蛋進(jìn)行后孵化的過(guò)程中,無(wú)需增加孵化的難度,從而減少了工作量,提高了工作效率,同時(shí),避免了光源穩(wěn)定性以及不同大小形狀樣品透射率差異導(dǎo)致的誤差問(wèn)題,從而檢測(cè)結(jié)果更穩(wěn)定,檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確;二是2023年重慶華裕耀新農(nóng)業(yè)科技有限公司和華裕農(nóng)業(yè)科技有限公司的專(zhuān)利(CN117502303B)為一種種蛋無(wú)損檢測(cè)方法及受精信息檢測(cè)系統(tǒng)(圖8),包括將不同孵化天數(shù)的樣本種蛋的照蛋圖像以及對(duì)應(yīng)的樣本種蛋的孵化后性別分別作為訓(xùn)練樣本集中的輸入層和輸出層對(duì)性別識(shí)別模型進(jìn)行訓(xùn)練至收斂,將種蛋的照蛋圖像分別輸入性別識(shí)別模型得到種蛋的性別,代碼首先定義了兩個(gè)結(jié)構(gòu)體(Sample和Model),然后定義了兩個(gè)函數(shù)(train Model和test Model),分別用于訓(xùn)練模型和測(cè)試模型,最后定義了train Gender Models函數(shù),用于訓(xùn)練性別識(shí)別模型,提高了種蛋孵化選育的效率;三是日本申請(qǐng)人株式會(huì)社日立解決方案創(chuàng)新的2024年專(zhuān)利申請(qǐng)(JP2024056270A)為一種性別鑒定裝置和性別鑒定方法,通過(guò)將由照射裝置和成像裝置獲得的光譜數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)用于雞蛋的性別鑒定模型中,對(duì)進(jìn)行性別鑒定的雞蛋進(jìn)行性別鑒定?;谟缮鲜龉庾V取得單元獲得的可見(jiàn)及近紅外光譜中的1 700~2 500nm范圍波長(zhǎng)區(qū)域的光譜數(shù)據(jù)來(lái)判定上述雞蛋雌雄的判定單元,對(duì)雌雄各自的標(biāo)準(zhǔn)光譜數(shù)據(jù)組實(shí)施主成分分析用作雌雄模型。
3.3" 分析
人工智能自動(dòng)鑒定方法中,肛門(mén)特定突起鑒定應(yīng)用范圍較大,但為了獲得肛門(mén)特定突起的信息,對(duì)雛雞進(jìn)行夾持控制對(duì)雛雞的應(yīng)激還是過(guò)大,需要進(jìn)一步研究測(cè)試方式以降低雛雞應(yīng)激反應(yīng)。羽毛差異鑒定應(yīng)用范圍最廣泛,目前采用的通過(guò)人工散開(kāi)雛雞翅膀的方法增加了雛雞生病和受傷的機(jī)會(huì),且人工方法是勞動(dòng)密集型的,隨著時(shí)間的推移可能會(huì)對(duì)工人造成重復(fù)性創(chuàng)傷勞損;因此,采用振動(dòng)傳送帶或閃光燈刺激雛雞展翅,繼而拍照做圖像處理分析,以此對(duì)日齡雛雞進(jìn)行快速、自動(dòng)地檢查,確定其性別,雖然操作簡(jiǎn)單,對(duì)雛雞無(wú)束縛(圖7),屬于無(wú)損傷鑒定,但由于內(nèi)源性病毒基因的存在,伴性基因表達(dá)不一致,其準(zhǔn)確率還需進(jìn)一步提高。照蛋鑒別屬于無(wú)損傷鑒定,對(duì)雞的傷害最小,但存在鑒定速度慢、準(zhǔn)確率低的問(wèn)題,和羽毛差異鑒定一樣,需要利用大數(shù)據(jù)信息化,建立大量的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)和進(jìn)行樣本函數(shù)的訓(xùn)練和測(cè)試以獲得準(zhǔn)確率較高的性別鑒定模型。
分子水平鑒定方法的準(zhǔn)確率高達(dá)100%,大大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度,但是需要高端精密儀器和試劑,同時(shí)需要培養(yǎng)達(dá)標(biāo)的儀器操作員,因此分子水平鑒定方法局限于實(shí)驗(yàn)室的科技研究和幾家國(guó)際化專(zhuān)業(yè)化大公司。
4" 建議與展望
通過(guò)專(zhuān)利信息數(shù)據(jù)的分析可知,在雞類(lèi)養(yǎng)殖中,我國(guó)的性別鑒定相關(guān)專(zhuān)利處于穩(wěn)步發(fā)展?fàn)顟B(tài),中國(guó)申請(qǐng)人占全球申請(qǐng)人的50%,表明中國(guó)對(duì)雞性別鑒定的技術(shù)研發(fā)非常重視。國(guó)內(nèi)的企業(yè)、科研院所和大專(zhuān)院校在該領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)揮著主體作用,在機(jī)械化、自動(dòng)化性別鑒定的技術(shù)研發(fā)取得了顯著發(fā)展,自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)程度也比較高,但是專(zhuān)利轉(zhuǎn)化率不高,應(yīng)用水平不高,PCT國(guó)際申請(qǐng)量不高,相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)缺乏國(guó)際化布局,國(guó)際專(zhuān)利保護(hù)防御體系建設(shè)相對(duì)滯后??紤]到目前我國(guó)相關(guān)專(zhuān)利轉(zhuǎn)化率不高的現(xiàn)狀,增強(qiáng)企業(yè)專(zhuān)利意識(shí),在企業(yè)生產(chǎn)中注意挖掘關(guān)鍵技術(shù),對(duì)于影響企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)專(zhuān)利和核心專(zhuān)利預(yù)先進(jìn)行專(zhuān)利布局,充分利用專(zhuān)利技術(shù),將有助于提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。此外,分子水平鑒定智能化設(shè)備在我國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)產(chǎn)率相對(duì)較低、價(jià)格昂貴,在生產(chǎn)研發(fā)過(guò)程中,重視專(zhuān)利標(biāo)準(zhǔn)化工作,促進(jìn)重要的專(zhuān)利盡快轉(zhuǎn)變成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將為養(yǎng)雞業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
對(duì)雞性別鑒定專(zhuān)利分析中,發(fā)現(xiàn)高價(jià)值專(zhuān)利占比不高,且綜合交互測(cè)定方法占比較少。因此,養(yǎng)雞業(yè)朝著物聯(lián)網(wǎng)、信息化發(fā)展,需要優(yōu)化雞性別鑒定技術(shù),可將幾種方法相結(jié)合,通過(guò)3D專(zhuān)利沙盤(pán)分析獲知結(jié)果?,F(xiàn)代養(yǎng)雞業(yè)要在人工智能自動(dòng)鑒定方法上結(jié)合分子水平鑒定方法,從而獲得100%精確的鑒定結(jié)果,大幅提升工作效率,就需要簡(jiǎn)化操作工藝,降低技術(shù)成本,研究更經(jīng)濟(jì)、更符合生產(chǎn)實(shí)際的鑒定技術(shù),把養(yǎng)雞業(yè)和高新技術(shù)真正結(jié)合起來(lái),由此相關(guān)的研發(fā)投入和專(zhuān)利申請(qǐng)量也將持續(xù)增加,在物聯(lián)網(wǎng)、信息化、智能化的結(jié)合適配方面的技術(shù)創(chuàng)新還有較大技術(shù)研發(fā)空間。
參考文獻(xiàn):
[1]" 胡國(guó)琛.雞鴨鵝的飼養(yǎng)管理[M].北京:金盾出版社,1985.
[2]" 楊國(guó)琴,丁偉進(jìn),雷蕾.畜牧獸醫(yī)職業(yè)技能訓(xùn)練研究[J].吉林科技,2020(4):62-69.
[3]" GERSHMAN Y H .A simple way to determine the sex of one-day poultry chickens (basic principles)[J/OL]. Vixra.org,2014(5):1-11[2024-08-01].https://Vixra.org/pdf/1405.0016V1.pdf.
[4]" 鐘航,張克山,羅藝,等.家禽胚蛋雌雄鑒別方法的研究進(jìn)展[J].四川畜牧獸醫(yī),2023(6):27-29.
[5]" 劉成康,劉勇,王巧華.種蛋受精與性別信息無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與裝備研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2024(5):
1-20.
Analysis of Patent Technology for Gender Identification in Chicken Farming
CHANG Juan
(Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office of the China National Intellectual Property Administration,Beijing" 100160,China)
Abstract:" Based on patent information data, the main technologies for gender identification in chicken farming were sorted out. Patent information was mined from three levels: global patent application trends, analysis of global major applicants, and patent scale of mainstream gender identification methods. Through 3D patent sand table analysis, the current status of gender identification technology in chicken farming was clarified, and the trend of gender identification technology in chicken farming was predicted. The conclusion was drawn that its patent applications are currently in a stable development stage, but the level of technological innovation still needs to be improved. The conversion rate of related patents is low, the international patent layout is insufficient, and the proportion of comprehensive interactive determination methods is relatively small. Modern chicken farming industry needs to combine molecular level identification methods with artificial intelligence automatic identification methods to obtain 100% accurate identification results. The number of related applications in China will continue to grow, especially in the areas of information, intelligence and other aspects of technological innovation, there is still a large space for research and development.
Keywords:" Gender identification; Patent analysis; Application trends
收稿日期:2024-08-08
通信作者:常娟(1984—),女,助理研究員,從事專(zhuān)利審查工作,E-mail:594657078@qq.com