王懷禹

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 南充 637000）

人工智能是人類(lèi)繼蒸汽機(jī)技術(shù)、電力技術(shù)、計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)革命后的又一次科技革命，是第四次科技革命的核心[1]，極大地推動(dòng)了科技的發(fā)展和進(jìn)步。在養(yǎng)豬業(yè)，人工智能技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了養(yǎng)豬業(yè)從數(shù)量型向質(zhì)量型、從粗放型向規(guī)?；?、集約化和工廠化轉(zhuǎn)變。我國(guó)人工智能養(yǎng)豬起步較晚，但發(fā)展速度較快，開(kāi)發(fā)的豬場(chǎng)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)為數(shù)字化、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新模式、新理念、新技術(shù)在養(yǎng)豬業(yè)的普及和推廣做出了重要貢獻(xiàn)；豬場(chǎng)智能飼喂及溫濕度監(jiān)控等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)豬生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，極大地提高了養(yǎng)豬生產(chǎn)效益。目前，很多巨頭公司如阿里云、京東等紛紛涉足養(yǎng)豬業(yè)，即將開(kāi)啟人工智能養(yǎng)豬新時(shí)代。

1 人工智能養(yǎng)豬的優(yōu)勢(shì)

1.1 實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化控制

通過(guò)將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到生豬養(yǎng)殖中來(lái)，對(duì)豬場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的高度自動(dòng)化控制。以母豬智能化飼喂系統(tǒng)為例，首先，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供料。系統(tǒng)通過(guò)儲(chǔ)料塔，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)下料、自動(dòng)識(shí)別到自動(dòng)控制供料量的全自動(dòng)控制。其次，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理。通過(guò)設(shè)定中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可以完成豬舍內(nèi)溫濕度、采光、通風(fēng)、卷簾開(kāi)閉及母豬發(fā)情鑒定等生產(chǎn)要素的全自動(dòng)管理。再次，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸。豬生產(chǎn)過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)都可以實(shí)時(shí)傳輸并顯示在管理人員或技術(shù)人員的個(gè)人手機(jī)終端上。最后，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警。豬場(chǎng)內(nèi)配備由電腦控制的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，出現(xiàn)任何問(wèn)題電腦都會(huì)自動(dòng)報(bào)警。再如溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)豬舍環(huán)境的監(jiān)測(cè)與控制，保持生豬良好的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境。阿里云“ET農(nóng)業(yè)大腦”依靠其智能技術(shù)和全天候的感知系統(tǒng)，能夠完整記錄一頭生豬一生的運(yùn)動(dòng)軌跡，給其建立檔案，內(nèi)容包括豬的品種、體重、日齡、采食狀況、運(yùn)動(dòng)軌跡及頻次，以及免疫狀況等“豬數(shù)據(jù)”，并用于分析行為特征、料重比等。同時(shí)其借助音頻特征和紅外線(xiàn)測(cè)溫技術(shù)，可通過(guò)“豬數(shù)據(jù)”中的體溫、咳嗽、叫聲等判斷豬只是否患病，以及預(yù)警疫情等。還可提取種母豬在發(fā)情期的一些聲音、發(fā)情前后的采食量、身體狀態(tài)等變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)種母豬的智能化管理。

1.2 生產(chǎn)效率得到大幅度提高

人工智能技術(shù)可以使規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)生產(chǎn)效率得到大幅度提升，有效解決人工大規(guī)模養(yǎng)殖的深度拓展和降本增效問(wèn)題，還能夠形成更智能、更精細(xì)的養(yǎng)殖模式。一是可減少豬場(chǎng)飼養(yǎng)管理人員，降低人工成本，并且管理人員的工作效率得到大大提高，2個(gè)人就可以管理一個(gè)存欄500頭母豬的種母豬場(chǎng)。二是減輕了豬場(chǎng)管理人員的工作負(fù)荷。如使用了母豬智能飼喂系統(tǒng)的豬舍，場(chǎng)內(nèi)飼養(yǎng)管理人員進(jìn)行配種、轉(zhuǎn)群、觀察及處理等操作時(shí)間將不超過(guò)1 h。三是能夠提高豬場(chǎng)的PSY和MSY，即年每頭母豬能提供的斷奶仔豬數(shù)和出欄肥豬數(shù)。采用智能化養(yǎng)豬技術(shù)，能夠破解配種難題。傳統(tǒng)的配種計(jì)劃大都是靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)定制的，而利用人工智能科技?jí)蛲诰蛘莆杖我庖活^種母豬在歷史上的配種效果、成功率、受孕率、產(chǎn)崽的質(zhì)量、畸形死胎率等數(shù)據(jù)，可動(dòng)態(tài)匹配最適合的公豬與其配種，以便提高母豬的繁殖效率。如運(yùn)用HHIS母豬智能化精確飼喂系統(tǒng)母豬PSY可接近27頭，平均年產(chǎn)胎次達(dá)到2.40胎，平均窩產(chǎn)活仔數(shù)達(dá)到12.32頭，平均返情率只有7.40%，母豬利用年限平均提高1.5年。梁龍華等[2]試驗(yàn)了靜態(tài)母豬飼養(yǎng)管理系統(tǒng)（Velos）與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)對(duì)妊娠母豬生長(zhǎng)性能和繁殖性能的影響，結(jié)果表明：靜態(tài) Velos 系統(tǒng)與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)在母豬妊娠期的平均日采食量及膘增厚均無(wú)顯著性影響（P＞0.05）；靜態(tài) Velos系統(tǒng)和傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)對(duì)妊娠母豬的繁殖性能有顯著影響（P＜0.05），靜態(tài) Velos 系統(tǒng)組妊娠母豬產(chǎn)程減少0.59 h（P＜0.05），產(chǎn)活仔數(shù)每窩增加0.614頭（P＜0.05），出生窩質(zhì)量和初生質(zhì)量分別提高1.157 kg（P＜0.05）和 0.027 kg（P＜0.05）。靜態(tài) Velos 系統(tǒng)對(duì)妊娠母豬生長(zhǎng)性能的影響與傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)效果相似，主要受人為因素所控制；靜態(tài) Velos 系統(tǒng)能有效改善妊娠母豬繁殖性能，實(shí)際使用效果優(yōu)于傳統(tǒng)限位欄飼養(yǎng)。阿里的ET農(nóng)業(yè)大腦預(yù)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)母豬年多產(chǎn)仔3頭，且死淘率降低3%左右。阿里云和特驅(qū)集團(tuán)希望用人工智能技術(shù)將母豬PSY提升到國(guó)際頂尖的32頭。假定一個(gè)存欄500頭基礎(chǔ)母豬數(shù)的商品豬場(chǎng)，使用母豬智能飼喂系統(tǒng)以后，只需飼養(yǎng)300頭母豬就能實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)近萬(wàn)頭商品豬的生產(chǎn)目標(biāo)，而母豬存欄數(shù)可減少40%左右。四是降低了豬只死亡率。智能化養(yǎng)豬可以減少飼料在運(yùn)輸和飼喂過(guò)程中產(chǎn)生的各種污染，減少飼養(yǎng)人員進(jìn)入豬舍的次數(shù)，減少飼養(yǎng)人員與豬只的直接接觸，從而降低了母豬群暴發(fā)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。五是養(yǎng)殖整體經(jīng)濟(jì)效益好。通過(guò)對(duì)豬場(chǎng)實(shí)施高度的自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)群養(yǎng)母豬的個(gè)體差異化管理，避免了一些人為因素對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)造成的影響，養(yǎng)殖整體經(jīng)濟(jì)效率得到大幅度提升。如使用HHIS母豬智能化精確飼喂系統(tǒng)的豬場(chǎng)，在歐洲豬場(chǎng)內(nèi)平均每頭商品豬可以實(shí)現(xiàn)50～120歐元的盈利。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，如果整個(gè)中國(guó)養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用京東智能養(yǎng)殖解決方案，每年至少可以降低行業(yè)成本500億元。

1.3 人工智能飼養(yǎng)過(guò)程充分考慮了動(dòng)物福利的要求

目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)豬場(chǎng)，妊娠母豬實(shí)行限位欄飼喂。這種飼喂方式的壞處是容易使母豬肢體麻木，最后發(fā)生行為障礙，分娩時(shí)沒(méi)有力氣，容易發(fā)生難產(chǎn)；同時(shí)使母豬抵抗力下降，容易生病，抗生素使用量居高不下。事實(shí)上，養(yǎng)豬科技最發(fā)達(dá)的歐盟，已在多年前立法禁止了在妊娠舍用限位欄飼喂母豬。人工智能飼喂系統(tǒng)遵循了動(dòng)物生命活動(dòng)規(guī)律，提高了動(dòng)物福利，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是場(chǎng)舍全面放棄使用定位欄，采用大群養(yǎng)殖模式，讓每頭母豬的活動(dòng)面積有所擴(kuò)大，讓母豬能夠隨意運(yùn)動(dòng)，一套智能化群養(yǎng)系統(tǒng)能夠擔(dān)負(fù)50～70頭母豬的飼養(yǎng)任務(wù)，每頭母豬的生活面積擴(kuò)大到2.2 m2左右，實(shí)際活動(dòng)區(qū)域達(dá)到100 m2以上，母豬活動(dòng)范圍的增加使其肢蹄病減少，利用年限增加，同時(shí)還可以減少死胎率，提高產(chǎn)仔數(shù)；二是群內(nèi)母豬實(shí)行隨意組合、自由分群，能夠在大群飼養(yǎng)模式下精確定制個(gè)性化供料時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)母豬個(gè)體的精確控制；三是在母豬智能飼喂管理系統(tǒng)中，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特殊豬只的識(shí)別及隔離，通過(guò)對(duì)母豬個(gè)體特定行為學(xué)特征的自動(dòng)監(jiān)控，輔之以特殊的個(gè)體識(shí)別系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)情母豬、返情母豬、流產(chǎn)母豬等特殊個(gè)體的自動(dòng)隔離，可大大減少人工觀察的工作量及主觀原因產(chǎn)生的誤差；四是能為豬只營(yíng)造了溫馨的生活環(huán)境。母豬智能飼喂系統(tǒng)大大降低了豬只的應(yīng)激反應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，豬舍內(nèi)通過(guò)播放輕音樂(lè)等方式來(lái)為豬只營(yíng)造一個(gè)溫馨的生活環(huán)境，從而確保生產(chǎn)效率能夠得到提高。

1.4 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的高度智能化

使用豬場(chǎng)大數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺(tái)、智能化飼喂系統(tǒng)的豬場(chǎng)，能夠自動(dòng)完成對(duì)豬只體重、采食情況等生產(chǎn)所需數(shù)據(jù)的監(jiān)控，并在顯示終端反饋給管理者，從而為豬場(chǎng)管理人員提供精確的管理數(shù)據(jù)。這些智能化的管理系統(tǒng)還可以通過(guò)中心控制電腦完成對(duì)豬群每一個(gè)階段生產(chǎn)數(shù)據(jù)的輔助分析，并制作出各種生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，為管理者決策提供依據(jù)。智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的云端數(shù)據(jù)庫(kù)能夠?qū)v史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于此，也就是說(shuō)，用戶(hù)能夠通過(guò)云端服務(wù)器查看數(shù)據(jù)和對(duì)比同一時(shí)期數(shù)據(jù)，便于養(yǎng)殖管理。養(yǎng)豬協(xié)會(huì)或聯(lián)盟建立豬生產(chǎn)大數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)管理與市場(chǎng)相關(guān)的各種供銷(xiāo)信息。豬聯(lián)網(wǎng)里豬場(chǎng)的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)清洗和加工，就能得到一個(gè)全國(guó)豬場(chǎng)存欄結(jié)構(gòu)的樣本，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行出欄的預(yù)測(cè)，可以有效地指導(dǎo)未來(lái)幾個(gè)月應(yīng)該如何調(diào)整生產(chǎn)，像地圖導(dǎo)航軟件實(shí)時(shí)告訴路況信息一樣，讓每一個(gè)豬場(chǎng)都可以提前做出生產(chǎn)方面的判斷。

1.5 有利于提高豬肉質(zhì)量并實(shí)現(xiàn)安全可追溯

人工智能養(yǎng)殖可以大大提高豬肉的質(zhì)量，如阿里云的ET農(nóng)業(yè)大腦可以準(zhǔn)確地知道每1頭生豬的運(yùn)動(dòng)量，千米數(shù)可以成為判斷豬肉品質(zhì)的新標(biāo)準(zhǔn)，把1頭運(yùn)動(dòng)了200 km的豬作為好豬的標(biāo)準(zhǔn)，而不再是1頭體重100 kg的豬。通過(guò)人工智能養(yǎng)殖，豬肉品質(zhì)的不斷提升也給消費(fèi)者帶來(lái)了切實(shí)的利益。通過(guò)豬生產(chǎn)質(zhì)量可追溯信息系統(tǒng)可記錄豬肉食品各個(gè)環(huán)節(jié)的食品質(zhì)量安全，保證廣大人民吃上放心肉。目前，市場(chǎng)上已有這樣的系統(tǒng)，如藍(lán)科溯源、寶訊溯源、探感物聯(lián)等。

2 人工智能養(yǎng)豬的劣勢(shì)

2.1 人工智能養(yǎng)豬落地存在技術(shù)難題

雖然阿里云、京東等巨頭開(kāi)始轉(zhuǎn)身智能化養(yǎng)豬，但其大多數(shù)技術(shù)卻沒(méi)有正式落地，還處于“概念”層面或研究層面，并沒(méi)有得到大面積推廣。如豬臉識(shí)別不準(zhǔn)確，后面的所有操作及其數(shù)據(jù)都不具備任何意義。在豬臉識(shí)別技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的不足是：豬生長(zhǎng)周期短，外貌變化快，識(shí)別難度高，而且豬總是要?jiǎng)樱苌倌苷龑?duì)鏡頭，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集難度高，對(duì)于大型豬場(chǎng)現(xiàn)階段基本上是不可能完成的事情。所以如何實(shí)現(xiàn)豬與豬之間的精準(zhǔn)識(shí)別就是一個(gè)非常大的問(wèn)題。再者要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)識(shí)別，就得不斷進(jìn)行試驗(yàn)，優(yōu)化算法，數(shù)百頭、數(shù)千頭豬的數(shù)據(jù)可能只是開(kāi)始，甚至可能需要數(shù)萬(wàn)頭、數(shù)十萬(wàn)頭、數(shù)百萬(wàn)頭豬的數(shù)據(jù)，僅僅在一個(gè)豬場(chǎng)做試驗(yàn)，或者一家企業(yè)進(jìn)行試驗(yàn)是完成不了的。再比如，利用音頻識(shí)別技術(shù)來(lái)辨認(rèn)產(chǎn)房中被壓小豬的尖叫聲，從而防止母豬壓死小豬；但實(shí)際情況是，小豬被壓超過(guò)1 min就可能窒息死亡，因此，從識(shí)別信號(hào)到人工干預(yù)，必須在不超過(guò)3 min的時(shí)間內(nèi)完成，遺憾的是現(xiàn)在市場(chǎng)上還沒(méi)有成熟的自動(dòng)化干預(yù)設(shè)備，因此，現(xiàn)階段很難通過(guò)人工智能來(lái)拯救小豬。

2.2 人工智能養(yǎng)豬實(shí)際應(yīng)用效果不佳

一是適應(yīng)人工智能養(yǎng)豬需要的人才匱乏。從2008年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)一些規(guī)模豬場(chǎng)相繼采用妊娠母豬大群電子飼喂站，由于設(shè)備復(fù)雜，需要員工素質(zhì)較高等原因，在國(guó)內(nèi)目前豬場(chǎng)員工素質(zhì)條件下往往不能取得良好生產(chǎn)效益，甚至出現(xiàn)管理混亂，豬場(chǎng)生產(chǎn)成績(jī)反而下降等情況。還有這些智能化養(yǎng)豬設(shè)施設(shè)備對(duì)廠家售后服務(wù)要求高，對(duì)豬場(chǎng)員工素質(zhì)要求高，要懂電腦，會(huì)軟件，所以在中國(guó)目前豬場(chǎng)人力資源條件下基本上無(wú)法采用。二是智能農(nóng)業(yè)設(shè)備發(fā)展滯后。我國(guó)養(yǎng)殖設(shè)備智能化進(jìn)程遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于工業(yè)智能化進(jìn)程，設(shè)備穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度較差，故障率較高，投放市場(chǎng)前缺乏嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)鑒定，后續(xù)服務(wù)也不到位[3]。三是人工智能養(yǎng)豬成本高。目前，無(wú)論是智能化大數(shù)據(jù)平臺(tái)還是智能化設(shè)施設(shè)備，對(duì)于中小型豬場(chǎng)來(lái)講價(jià)格仍然偏高，進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格更高，導(dǎo)致推行困難；還有這些智能化設(shè)施設(shè)備需要得到及時(shí)維護(hù)，維護(hù)不及時(shí)導(dǎo)致其應(yīng)用效果大打折扣，所以運(yùn)行成本也比較高。四是人工智能養(yǎng)豬存在風(fēng)險(xiǎn)。在智能化養(yǎng)豬過(guò)程中，一個(gè)數(shù)據(jù)或一個(gè)程序的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且出現(xiàn)問(wèn)題后，責(zé)任很難界定，處理的成本也比較高。

2.3 人工智能養(yǎng)豬共享資源不足

人工智能養(yǎng)豬在國(guó)內(nèi)起步較晚，尚需要發(fā)展時(shí)間，資源也不充足，豬場(chǎng)之間共享的平臺(tái)或大數(shù)據(jù)缺乏。因此，特別需要打通養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行更多的跨行業(yè)、跨環(huán)節(jié)的合作。令人欣喜地是京東云、農(nóng)信互聯(lián)、天兆豬業(yè)等企業(yè)去年成立了一個(gè)智慧養(yǎng)豬聯(lián)盟，在智能養(yǎng)豬上協(xié)同并進(jìn)，共同發(fā)展。阿里也與華西希望特驅(qū)集團(tuán)、四川德康農(nóng)牧科技有限公司達(dá)成合作，并簽署AI農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略合作協(xié)議，三方將對(duì)阿里云ET農(nóng)業(yè)大腦進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練與研發(fā)。通過(guò)各方聯(lián)合，進(jìn)行信息共享，共同完成智能豬場(chǎng)的開(kāi)發(fā)與訓(xùn)練，共同推動(dòng)著國(guó)內(nèi)養(yǎng)豬業(yè)朝著智能化的方向發(fā)展。

3 人工智能養(yǎng)豬的發(fā)展趨勢(shì)

雖然目前推行實(shí)施人工智能養(yǎng)豬存在困難和挑戰(zhàn)，存在一些劣勢(shì)，但其發(fā)展趨勢(shì)已是相當(dāng)明朗，主要源于以下分析：一是基于對(duì)豬肉需求和養(yǎng)殖規(guī)模的分析。我國(guó)豬肉消費(fèi)量占全球一半左右，豬肉產(chǎn)量及消費(fèi)量都超過(guò)肉類(lèi)的60%，在中國(guó)人的飲食習(xí)慣中，豬肉占據(jù)著無(wú)可撼動(dòng)的地位。我國(guó)放開(kāi)二胎生育以后，人口總的趨勢(shì)是保持增長(zhǎng)，因此未來(lái)對(duì)豬肉的需求將有增無(wú)減，這種剛性需求將拉動(dòng)我國(guó)豬肉生產(chǎn)增長(zhǎng)，而要保持這種增長(zhǎng)的趨勢(shì)，單靠傳統(tǒng)的散養(yǎng)模式或低水平的規(guī)?；B(yǎng)殖是無(wú)法滿(mǎn)足的，高水平的規(guī)?；B(yǎng)殖將是發(fā)展主流，而要提高規(guī)?；B(yǎng)殖效益，人工智能必然會(huì)介入。二是基于人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展將逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，人工智能與農(nóng)業(yè)的融合已是必然趨勢(shì)，所以隨著人工智能技術(shù)的成熟應(yīng)用，人工智能技術(shù)與養(yǎng)豬業(yè)也必然會(huì)加速融合發(fā)展。三是國(guó)家宏觀政策的推動(dòng)。早在2017年“中央一號(hào)文件”就提到要加強(qiáng)智慧農(nóng)業(yè)科技研發(fā)，2018年、2019年“中央一號(hào)文件”也都提到要實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程，可見(jiàn)，全面實(shí)現(xiàn)人工智能養(yǎng)豬并不是奢望。有理由相信在不久的將來(lái)，以高運(yùn)轉(zhuǎn)、高產(chǎn)能和低成本為主要特征的智能化養(yǎng)殖模式將會(huì)不期而至，人工智能化養(yǎng)豬必將有其廣闊的發(fā)展空間。