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人工智能养猪是噱头还是潮流?看完这篇文章你就不用纠结了!
关键字: 养猪潮流 编辑:智草云❀ 10月前
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人工智能养猪的话题一直很热,然而,是否看好人工智能养猪,人工智能技术和产品能否对养猪产业带来改变,能解决哪些养猪问题等,养猪人是否已经有一些共识?

人工智能养猪的话题一直很热,哪怕是在防御非洲猪瘟复产的行业形势下,无论是针对现实养猪问题的落地实践,还是对未来养猪的美好期盼,无论是养猪人,还是行业外如互联网人,都非常关注这个话题。

然而,是否看好人工智能养猪,人工智能技术和产品能否对养猪产业带来改变,能解决哪些养猪问题等,养猪人是否已经有一些共识?

笔者2019年3月曾在养猪行业内小范围地进行了一次关于“养猪人如何看待人工智能养猪”的匿名调查。参与调查的人员中有超过60%的人来自养猪场或是养猪技术服务人员。从调查结果来看,是否看好人工智能养猪并未达成行业共识,即便是看好人工智能养猪的人群中,有75%的人并未体验或使用过人工智能养猪技术和产品,而仅仅是因为看好人工智能这个趋势而选择看好人工智能养猪。

因而笔者结合自己的养猪设备和数据管理经历,从养猪生产全流程的角度,对目前主要的人工智能技术和产品要或能解决哪些养猪问题进行思考,以期与养猪同仁交流。

1 人工智能养猪技术的类型

在笔者进行的调查中,对人工智能养猪技术的类型和产品进行了广泛罗列,受访者从中选择出自己了解或认为是人工智能养猪的相关技术和产品。

从调查结果可以看出,环控物联网、智能饲喂系统是最受认可的人工智能养猪技术及系统。2018年比较火的猪脸识别及视频/图片点猪、养猪大数据分析和决策、种猪性能测定站则是相对受认可的人工智能养猪技术。而检测咳嗽等进行疾病预测、母猪自动发情监测并未受到广泛认可(图1)。

图1 受访者自己了解或认为是人工智能养猪的相关技术和产品

本调查的受访者中有12.82%来自养猪设备推广和服务,受访者未选择“其他”选项,这表明,本调查问题的各个选项涵盖了受访者对于人工智能养猪技术的了解。

那么这些人工智能养猪技术和产品又能或要解决哪些养猪问题?哪些是技术的探求,又有哪些是可落地实践的?

2 养猪环控物联网

随着猪场规模化水平的逐年提升,无论是新建猪场还是老猪场改造,猪舍的自动化环境控制系统是必不可少的。

环控系统最早是由人工控制风机湿帘的运行,后来集成了自动控制程序,并连接了环境监测的各类传感器(温度、湿度、二氧化碳、氨气等),操作人员设置好参数和策略后,系统可自动根据猪舍的环境数据来控制风机等设备运行。而加上通讯功能,那么就可以把控制系统的运行数据、猪舍内环境数据上传到云端数据库。这样,管理人员不到猪舍中也能监控环控设备的运行情况,并通过手机APP或物联网后台系统直接在云端设置控制策略,然后系统把这些策略下发到各猪舍内的环控系统即可。这就变成了一个环控物联网系统(图2)。

图2 环控物联网系统构成示意图

那么环控物联网设备和系统解决了哪些养猪问题?

核心地,实现了远程监控和管理环控设备,减少了环控的日常维护工作量,自动地维持着猪舍的环境稳定,给猪只一个良好的生活环境。同时,给猪舍安装好电表和水表,并将其接入到环控物联网中,就可以获取猪舍阶段性的水电消耗情况,使计算猪群的生产成本时水、电费用更加精准。

那么,是否环控物联网已经实现了“人工智能”控制?

环控物联网系统可以自动地采集猪舍内环境数据,然后依据控制策略自动地调节各设备,使舍内环境符合当前猪群舒适生活的要求,同时出现设备故障或异常时能自动发送警报。从这个角度看,环控物联网已经实现了自动化和无人值守,可以认为是“人工智能”的环控。

但是,人工智能并非只是自动化控制,这中间还涉及到设备系统能否根据历史数据自我进化。当前的环控物联网系统依然有赖于人工维护的控制策略,例如猪群在不同阶段的适宜温度范围等参数并没有足够的数据支持,使之能根据猪群的生长和猪舍外环境的变化而更精细地调节。

因此,环控物联网已经非常自动化且能满足猪场在环控方面的管理需要。而接下来,还需要足够的数据积累,打磨环控数据模型,使环控管理策略能智能地管理环控设备。

3 智能饲喂

目前主要的智能饲喂设备主要包括母猪群养电子饲喂站、单体栏电子饲喂器、育肥猪分栏系统、种猪生长性能测定系统、自动饲喂料槽等。

母猪群养电子饲喂站、种猪生长性能测定系统采用了RFID电子耳牌识别个体猪只,对其精准投料,并记录其采食量、采食时间和体重等数据。单体栏电子饲喂器与限位栏或产床绑定,不需要猪只个体身份识别,而是根据所在栏的猪只信息对其精准投料,并记录猪只的投料量和投料时间等数据。肥猪分栏系统则是一种饲养模式,一批育肥猪饲喂在同一个大栏中,分栏系统根据体重自动把通过的猪只分到不同的体重区域进行采食,系统可以记录通过猪只的体重数据。

上述系统可把数据通过通讯设备传输到场区办公室电脑上或通过网络传输到云端服务器(部分品牌的设备支持)。

这些设备由于可以实现个体猪只的精准饲喂,因此猪场人员需要把受管理的猪只的基本信息、繁殖状态等信息及时地录入到设备系统中。但是,猪场一般都会有生产管理软件,然而不同系统并没有互通,这无疑会加大猪场人员的工作量。

母猪群养电子饲喂站、单体栏饲喂器、肥猪分栏系统以及种猪生长测定系统在国内已经过至少10年的发展,相关技术和应用相对来说已经很成熟。这些设备都是为了解决不同生产目的下的饲喂问题。例如电子饲喂站是为了支持母猪群养技术,单体栏饲喂器应用在产房则是为了实现哺乳母猪“少食多餐”提高采食量,种猪生长测定系统则是为了获得准确的猪只日采食量和日增重数据。

而自动饲喂料槽主要是在传统的湿拌料槽中增加了电机,猪只通过拱动探头触发电机转动,把饲料从料斗中投放到料盘中,经水料混合,供猪只采食。一些设备会在此基础上增加通讯功能,把料槽投料时间、电机转圈数等数据发送到其云端数据库。

给料槽增加电机的举措并不是为了解决猪只的“饲喂”问题,而是为了解决湿拌料供应量不可控导致的问题,例如剩余过多导致的酸败问题等。其增加的通讯功能,除了可以远程设置投料参数,查看投料数据,也不存在随着投料数据的积累而自动进化投料策略的需要。而作为猪只日常拱动最多的设备,料槽最核心的品质应该是部件耐用、易于维护,如果舍本求末,向所谓“智能”靠近,但经常堵料,那就失去了作为料槽的基本价值了。

综上所述,智能饲喂设备的核心是解决猪只的饲喂问题及其数据记录(如必需)。这些设备依然需要管理人员制定饲喂策略和参数,并经常性地进行人工调整,并不会根据已有数据而进化,人工智能仍然在路上。

4 视觉和图像识别技术

2018年“猪脸识别”技术曾一度火热,一些企业跟进研发,以期为个体猪只身份识别提供一种无接触、全自动的解决方案。但由于生猪生长周期短,脸部变化大,识别模型训练难度大,使得识别准确性并不能满足“个体精准识别”的基本需要。例如,种猪日常数据记录要求准确地记录到每头种猪的耳号,如果识别准确率为90%,就意味着有10%的种猪数据错误,而这对于生产数据记录来说是不能容忍的。

个体精准身份识别,传统方式是由人工读取种猪耳牌号,而现在很多企业在尝试给每头种猪甚至商品猪佩戴RFID电子耳牌,然后使用手持机或通道天线来逐头或批量地识别猪只的耳号,从而达到个体精准识别的目的,这比使用猪脸识别要准确和可行得多。

所以,“猪脸识别”作为一种技术,可以在养猪业继续探索研究,但作为一种生产管理的解决手段,并没有能落地实践且成本合理的应用场景。

那么视频清点猪呢?在猪舍屋顶安装监控摄像头或巡栏机器人,对猪舍内各猪栏的猪只进行监控,同时采用视频识别技术,通过机器学习,自动对猪只头数进行清点。这对于猪场在清点生物资产或卖猪时有很大的帮助。

但一些人或媒体宣称的巡栏摄像头可以自动判断猪只是否生病,这就有些牵强了。对那些躺卧不起的猪只,系统自动通知管理人员,相关人员到猪舍内驱赶这些猪只起来多运动,这就更属于臆想了。养猪生产中并不需要特意驱赶商品猪或种母猪来运动,而驱赶种公猪加强运动则是必需工作内容,并不需要摄像头系统提醒。

通过图像识别技术进行疾病预警,这是一个很有价值的课题,但尚未有进展能达到落地实践。

5 声音监测识别技术

已有团队尝试在产房安装声音监测装置,通过采集仔猪的叫声来识别出其中被压仔猪的叫声,从而提醒产房饲养人员前往解救被压仔猪。

在微猪科技发布的2017年和2018年的微猪数据年报中,仔猪死亡的元凶主要是压死、腹泻,其中压死占比超过35%。所以采取必要措施来降低仔猪被压死,可以显著提高产房仔猪的成活率。通过叫声判断是否被压进而发出预警就是针对性的尝试。

而在被压仔猪中,一部分仔猪有机会发出声音,从而有机会被人解救,但有一些仔猪被母猪压住全身,并没有机会发出叫声。笔者在产房工作的时候碰到压死的仔猪中,至少30%是被母猪压住全身窒息而死,经常需要把母猪赶起来才能发现被压死的仔猪。仔猪叫声监测并不能监测到不能发出叫声的仔猪被压的情况。而且,仔猪被压最多发生在出生后一周内,并非全程都存在仔猪被母猪压的情况。

同样地,猪群咳嗽监测也有国内外的团队尝试。通过监测猪群的咳嗽声来判断猪群是否存在呼吸道疾病。从技术上来讲,这和仔猪叫声监测类似,难点在于声音模型的训练,确定预警阈值。但从应用来讲,判断猪群是否存在呼吸道疾病并不是生产管理的目的。无论是猪舍环境,还是疾病导致的咳嗽,猪场只要维持好合适的猪舍内环境,定期免疫保健,是可以避免咳嗽的发生的。日常点检应该放在猪舍环控设备的正常运行、免疫保健程序的执行上,而不是追求新潮技术。

在无人值守的情况下,仔猪叫声监测和猪群咳嗽监测可以作为猪舍监控手段之一,监控猪群活动情况。但在实践落地过程中,依然要考虑到系统的复杂度、维护难度和实施成本。

6 自动发情监测

笔者几年前在参与母猪群养电子饲喂站的推广过程中,了解到母猪自动返情监测设备主要有如下两种:

(1)母猪群养系统中,如果是大群饲养,则在大栏中配置一个公猪栏,在公猪栏和母猪活动区之间的墙体中安装一个包括有接触孔的发情监测装置。如果有母猪发情,那么公猪的气味会吸引它前往公猪栏,通过接触孔与公猪鼻子接触,发情监测装置会记录该母猪的耳号、拜访次数和持续时间。当次数和时间达到系统内设置的阈值时,系统就会标记这头母猪发情了。

(2)在限位栏中,母猪头部的限位栏上安装灯带,灯带包含红外感应装置。系统自动记录母猪的体温、起卧次数,当体温、起卧次数达到系统内设置的阈值,系统就会标记这头母猪发情了。

这些设备系统从技术上讲是非常有意义的,可以精准判断母猪发情的时间点,有利于配种成功率和受胎。但从应用来讲,这些设备系统目前并没有在猪场推广开来。

究其原因在于,母猪查情作为配怀车间的日常工作是配种员的工作职责,相较于设备的巨额投入,人员投入更具性价比。而且,这些设备构成复杂,维护不易,对很多猪场来说是一个大挑战。

同时,随着批次化生产的逐渐推广,精准查情并非必需。要提高生产效率,就要追求整批一次性操作,而不是尊重个体的差异化。

7 人工智能与养猪数据

什么是人工智能?从百科资料总结来看,人工智能涉及机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。从这个角度来看,人工智能必须依赖于大量的数据。

而对于人工智能养猪,首先就需要具备足够量的养猪相关数据。例如,建立猪舍环境控制模型就需要大量的环境数据与生产成绩;调整饲喂策略就需要历史的饲喂数据和生产数据等。

然而,包括繁殖数据、生长数据、人财物数据、环境数据和饲喂数据等养猪数据,在很多猪场都没有统一采集和管理,很多猪场甚至就没有数据管理。一些猪场有多套数据系统,九龙治水,上马容易下马也容易,缺少猪场数据采集和管理的顶层设计。

没有养猪数据的积累,那么相关设备系统的人工智能控制,就空有控制而无法智能决策。

所以,在探索人工智能养猪设备系统的同时,行业也需要关注猪场基础数据的采集和协同管理。把养猪生产的猪、物、人、财的数据统一采集和管理,打通不同系统的数据壁垒,才能使各个设备各自进化,并减少猪场人员的管理工作量。

8 小结

从互联网技术的发展来看,人工智能将是接下来的技术趋势。而在养猪行业,则需要考虑到行业现实情况和未来愿景。无论是养猪从业者,还是踏入养猪行业的行外企业,都需要厘清现实需求和未来愿景。不能用未来愿景当作现实,而把现实当作落后。

人工智能养猪有其应用场景,但从实际操作来看,应用场景仍是养殖环节的某个或某几个点,而非成体系的技术方案。因而,对于人工智能养猪的畅想,都是对未来养猪的美好愿景,都需要在养猪业的现实状况基础上从点到面到体系,一步步来。同时,也要意识到,人工智能养猪并非不需要人,而是协助人养猪,让养猪变地更轻松更高效。

王瑞年

养猪从业者,微猪科技产品经理、合伙人,PMTalk产品经理社区签约作者。

养猪人:曾深度参与养猪生产、育种、物联网设备管理工作,了解养猪全流程。

产品经理:深度参与养猪企业信息化系统的开发和推广工作。对用户定位、软件功能设计、用户服务有丰富的经验。

分享者:运营个人微信公众号“产品猪”,分享养猪业的数据分析、产品设计和运维的思考;同时,长期在行业媒体和杂志发文,分享深度思考。


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