張 護(hù)，孔凡勇，陳永軍，趙天永，龍彥蓉，李俄然，高培育，聶 敏，馬振峰，高 雅，王 黎

（1.紅河州畜牧技術(shù)推廣站，云南 蒙自 661199；2.昆明尚霖科技有限公司，云南 昆明 650000；3.個(gè)舊市錫城街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 個(gè)舊 661000；4.紅河州動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，云南 蒙自 661199；5.蒙自市新安所鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，云南 蒙自 661199；6.蒙自市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，云南 蒙自 661199）

農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種新型的智能農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備，是人工智能監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、圖像識(shí)別技術(shù)、環(huán)境建模算法、感應(yīng)器、柔性執(zhí)行等先進(jìn)技術(shù)的集合[1]。在5G浪潮之下，當(dāng)今中國(guó)生豬產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了彎道超車(chē)的新機(jī)遇。特別是發(fā)生非洲豬瘟疫情以來(lái)，信息化、智能化進(jìn)一步撬動(dòng)著粗放式、低效率的傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)向知識(shí)型、技術(shù)型、現(xiàn)代化的高效畜牧養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)變。通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與智能感知、識(shí)別的融合，大幅提升了飼養(yǎng)效率[2]。養(yǎng)豬業(yè)因?yàn)楣S化程度高、設(shè)施設(shè)備先進(jìn)、母豬生理的強(qiáng)規(guī)律性等，將率先實(shí)現(xiàn)智慧化養(yǎng)殖并從中獲益。智能巡檢機(jī)器人在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用，帶來(lái)的預(yù)期效益尤其令人振奮。文章以北京小龍潛行科技有限公司研發(fā)的智能巡檢機(jī)器人“守望者”為例，介紹巡檢機(jī)器人技術(shù)和接入畜牧業(yè)信息化管理平臺(tái)的意義，希望以此推動(dòng)全州800余家規(guī)模豬場(chǎng)智慧化養(yǎng)殖更進(jìn)一步。

1 智能巡檢機(jī)器人的主要硬件組成

整個(gè)機(jī)器人集成了動(dòng)力裝置（軌道終端安裝無(wú)線(xiàn)充電倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電）、深度攝像頭和廣角攝像頭等硬件設(shè)備（圖1），主要以在豬舍內(nèi)架設(shè)工字型軌道，機(jī)器人系統(tǒng)沿軌道進(jìn)行豬只巡檢掃描來(lái)獲取需要的數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程與豬只零接觸。研發(fā)人員可以根據(jù)豬場(chǎng)的不同需要進(jìn)行軟件系統(tǒng)的深度集成開(kāi)發(fā)。

2 智能巡檢機(jī)器人解決的主要問(wèn)題

目前，巡檢機(jī)器人“守望者”主要集成的功能模塊包括了全流程盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)、母豬精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)、肥育豬生長(zhǎng)管理系統(tǒng)和智能環(huán)控系統(tǒng)等，但不限于此，通過(guò)不斷深入的軟件開(kāi)發(fā)和硬件集成，更多功能會(huì)不斷面世，更多豬場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題會(huì)得到解決。

2.1 全流程盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)解決的問(wèn)題

通過(guò)全流程盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)豬場(chǎng)生物資產(chǎn)的方便管理，減少豬場(chǎng)內(nèi)勤人員對(duì)在欄豬只的定期盤(pán)點(diǎn)（包括群養(yǎng)欄的豬只、進(jìn)出通道的豬只等），減少因企業(yè)財(cái)務(wù)人員定期進(jìn)場(chǎng)做生物資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)所增加的生物安全風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)場(chǎng)環(huán)節(jié)中長(zhǎng)時(shí)間的隔離造成財(cái)務(wù)人員工作時(shí)間的浪費(fèi)等（圖2）。其功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠耳標(biāo)識(shí)別、圖像盤(pán)點(diǎn)和視頻盤(pán)點(diǎn)3種，適用于后備、妊娠、哺乳、保育和肥育在欄豬只及通道中的豬只。

2.2 智能巡檢系統(tǒng)解決的問(wèn)題

通過(guò)智能巡檢系統(tǒng)解決人工巡檢占用場(chǎng)內(nèi)工作人員大量時(shí)間、巡檢信息多易出現(xiàn)疏漏、巡檢人員頻繁進(jìn)出豬舍易引起生物安全隱患、豬只休息時(shí)間巡檢造成應(yīng)激等問(wèn)題。其實(shí)現(xiàn)的功能主要包括自主選擇巡檢生產(chǎn)區(qū)域，自主定期、定時(shí)巡檢；區(qū)域精準(zhǔn)異常監(jiān)測(cè)，觀察留檔，實(shí)時(shí)預(yù)警、處置等（圖3）。例如，根據(jù)算法，發(fā)現(xiàn)豬只扎堆取暖或玩水，發(fā)出豬舍溫度低或高的警報(bào)；根據(jù)豬只弓背咳嗽，發(fā)出豬只呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的警報(bào)；根據(jù)豬只瘸腿、跛行發(fā)出豬只運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題的警報(bào)等。

2.3 母豬精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)解決的問(wèn)題

通過(guò)母豬精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)解決飼喂策略維度單一，僅依據(jù)母豬的體況制定策略，不能綜合考慮環(huán)境因素的問(wèn)題、人工評(píng)定體況效率低下的問(wèn)題、飼喂量調(diào)整周期過(guò)長(zhǎng)和人工方式難以及時(shí)調(diào)整的問(wèn)題等。系統(tǒng)可以給出行業(yè)公認(rèn)的經(jīng)典推薦，客戶(hù)可根據(jù)自身實(shí)際個(gè)性化設(shè)置飼喂策略（圖4和圖5）。例如小龍潛行基于權(quán)威院士專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的Feed SaaS大數(shù)據(jù)平臺(tái)，可幫助養(yǎng)殖企業(yè)精準(zhǔn)地迭代配方，降本增效。

2.4 肥育豬生長(zhǎng)管理系統(tǒng)解決的問(wèn)題

肥育場(chǎng)的布局往往比較分散，尤其是現(xiàn)在發(fā)展較為廣泛的“公司+農(nóng)戶(hù)”養(yǎng)豬模式，從而導(dǎo)致養(yǎng)殖企業(yè)難以對(duì)這些生物資產(chǎn)進(jìn)行有效管控。肥育豬生長(zhǎng)管理系統(tǒng)正好解決了精準(zhǔn)把控肥育豬的生長(zhǎng)速度（圖6）并及時(shí)干預(yù)非正常豬群，提前為各個(gè)肥育場(chǎng)做銷(xiāo)售計(jì)劃實(shí)現(xiàn)批次化銷(xiāo)售，與屠宰場(chǎng)、購(gòu)豬客戶(hù)形成穩(wěn)定合作關(guān)系乃至提高溢價(jià)等。其實(shí)現(xiàn)的功能主要包括肥育豬的生長(zhǎng)性能追蹤預(yù)警（日增重、日采食量、料重比等）、體重均勻度追蹤預(yù)警、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)等，也可以閉環(huán)應(yīng)用在后備母豬培育階段，做到調(diào)控合理的初配體重、日齡。

2.5 智能環(huán)控系統(tǒng)解決的問(wèn)題

目前的豬場(chǎng)對(duì)溫濕度監(jiān)測(cè)往往以單點(diǎn)數(shù)據(jù)為主，對(duì)豬舍氨氣、光照強(qiáng)度等的監(jiān)測(cè)一般均無(wú)法做好。借助巡檢機(jī)器人的平面巡視功能，智能環(huán)控的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)從點(diǎn)到面的跨越，幫助豬場(chǎng)更深入、全面地監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)。結(jié)合環(huán)控設(shè)備的調(diào)控軟件接口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)豬場(chǎng)環(huán)境的智能管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氨氣和光照強(qiáng)度等的數(shù)字化監(jiān)測(cè)。結(jié)合其智能測(cè)重功能，也可實(shí)現(xiàn)基于豬只體重的精細(xì)化智能環(huán)控。

3 對(duì)接信息化管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)挖掘

規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的存出欄變化是行業(yè)管理部門(mén)非常重視的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之一，但行業(yè)內(nèi)目前針對(duì)絕大多數(shù)規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)的數(shù)據(jù)收集仍然以人工收集填報(bào)為主，人為因素多，不利于真實(shí)情況的掌握和對(duì)市場(chǎng)的及時(shí)研判。紅河州規(guī)模豬場(chǎng)僅母豬存欄數(shù)量就超過(guò)8.6萬(wàn)頭，將機(jī)器人采集的數(shù)據(jù)處理后接入紅河州開(kāi)發(fā)的畜牧業(yè)發(fā)展信息化管理平臺(tái)，形成全州母豬大數(shù)據(jù)，可進(jìn)一步做到全局、動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確挖掘利用相關(guān)數(shù)據(jù)，有利于統(tǒng)籌調(diào)控和趨勢(shì)研判，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)警等功能。例如，根據(jù)母豬在欄和淘汰大數(shù)據(jù)變化預(yù)判市場(chǎng)走向，根據(jù)背膘等數(shù)據(jù)分析母豬品種、營(yíng)養(yǎng)、體況之間關(guān)系等。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的粗放型模式一直是養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)。隨著養(yǎng)殖業(yè)人工成本、資源成本的不斷攀升，粗放型的散養(yǎng)模式不斷暴露出來(lái)的疫病防控和管理風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)飼喂、精準(zhǔn)管理需求的攀升等，利用機(jī)器人自動(dòng)采集、大數(shù)據(jù)計(jì)算、云計(jì)算管理等從根本上解決數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性問(wèn)題和管理問(wèn)題的智慧化養(yǎng)殖將成為提升養(yǎng)殖企業(yè)判斷和決策的利器，有望打破我國(guó)一直以來(lái)養(yǎng)豬規(guī)模大、但效率較低的瓶頸問(wèn)題。

巡檢機(jī)器人系統(tǒng)在高壓輸電線(xiàn)路[3]、鋼鐵企業(yè)電纜隧道[4]、?；穫}(cāng)庫(kù)安全[5]、海上無(wú)人井口平臺(tái)[6]等領(lǐng)域研究較多。在畜牧養(yǎng)殖方面，曾志雄等[7]為使巡檢機(jī)器人適應(yīng)規(guī)?；i場(chǎng)過(guò)道狹窄、道路縱橫多的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款適合在規(guī)模豬舍環(huán)境內(nèi)進(jìn)行自主機(jī)器巡檢作業(yè)的底盤(pán)結(jié)構(gòu)；連京華等[8-10]設(shè)計(jì)了一種具有自主移動(dòng)和自動(dòng)避障功能，并搭載舍內(nèi)環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測(cè)、家禽體溫檢測(cè)、家禽聲音監(jiān)聽(tīng)、家禽行為監(jiān)視以及病死禽定位等多項(xiàng)功能模塊的巡檢機(jī)器人。相關(guān)內(nèi)容以地面巡檢機(jī)器人為主，除此之外，國(guó)內(nèi)少有養(yǎng)殖用巡檢機(jī)器人的報(bào)道。

在母豬飼養(yǎng)管理方面，我國(guó)大部分母豬場(chǎng)仍然以限位欄飼養(yǎng)妊娠期母豬為主。母豬妊娠期位置的相對(duì)固定、強(qiáng)規(guī)律性生理周期、強(qiáng)規(guī)律性料量變化曲線(xiàn)等，使巡檢機(jī)器人很容易介入各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定從而進(jìn)行更加精細(xì)化的飼養(yǎng)管理。因此，母豬飼養(yǎng)率先使用巡檢機(jī)器人有很大優(yōu)勢(shì)和重要意義。

2021年6月8日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心向全國(guó)通報(bào)推介了2021數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村新技術(shù)新產(chǎn)品新模式優(yōu)秀案例[農(nóng)信息（2021）11號(hào)]，其中紅河州畜牧技術(shù)推廣站聯(lián)合昆明尚霖科技有限公司提出了“畜牧業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建與實(shí)踐應(yīng)用”技術(shù)，北京小龍潛行科技有限公司、牧原食品股份有限公司分別提出了“豬場(chǎng)軌道巡視機(jī)器人技術(shù)”和“信息管理系統(tǒng)及自動(dòng)化巡檢預(yù)警技術(shù)”。目前，我們通過(guò)華為公司牽頭，已經(jīng)和北京小龍潛行科技有限公司在巡檢機(jī)器人數(shù)據(jù)采集與畜牧業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)對(duì)接方面進(jìn)行了相關(guān)探討，相信不久的將來(lái)豬場(chǎng)巡檢機(jī)器人將廣泛應(yīng)用于全州各大豬場(chǎng)特別是母豬場(chǎng)智慧化管理，而行業(yè)管理部門(mén)在推進(jìn)畜牧業(yè)大數(shù)據(jù)服務(wù)方面，借助機(jī)器人技術(shù)打通養(yǎng)殖業(yè)大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)最后一公里，進(jìn)一步提升服務(wù)和全局把控能力也指日可待。