人工智慧養豬是噱頭還是黑科技?或將對養豬產業帶來新的變革

人工智慧養豬的話題一直很熱，哪怕是在防禦非洲豬瘟復產的行業形勢下，無論是針對現實養豬問題的落地實踐，還是對未來養豬的美好期盼，無論是養豬人，還是行業外如網際網路人，都非常關注這個話題。

然而，是否看好人工智慧養豬，人工智慧技術和產品能否對養豬產業帶來改變，能解決哪些養豬問題等，養豬人是否已經有一些共識？

筆者2019年3月曾在養豬行業內小範圍地進行了一次關於“養豬人如何看待人工智慧養豬”的匿名調查。參與調查的人員中有超過60%的人來自養豬場或是養豬技術服務人員。從調查結果來看，是否看好人工智慧養豬並未達成行業共識，即便是看好人工智慧養豬的人群中，有75%的人並未體驗或使用過人工智慧養豬技術和產品，而僅僅是因為看好人工智慧這個趨勢而選擇看好人工智慧養豬。

因而筆者結合自己的養豬裝置和資料管理經歷，從養豬生產全流程的角度，對目前主要的人工智慧技術和產品要或能解決哪些養豬問題進行思考，以期與養豬同仁交流。

人工智慧養豬技術的型別

在筆者進行的調查中，對人工智慧養豬技術的型別和產品進行了廣泛羅列，受訪者從中選擇出自己瞭解或認為是人工智慧養豬的相關技術和產品。

從調查結果可以看出，環控物聯網、智慧飼餵系統是最受認可的人工智慧養豬技術及系統。2018年比較火的豬臉識別及影片/圖片點豬、養豬大資料分析和決策、種豬效能測定站則是相對受認可的人工智慧養豬技術。而檢測咳嗽等進行疾病預測、母豬自動發情監測並未受到廣泛認可（圖1）。

圖1 受訪者自己瞭解或認為是人工智慧養豬的相關技術和產品

本調查的受訪者中有12。82%來自養豬裝置推廣和服務，受訪者未選擇“其他”選項，這表明，本調查問題的各個選項涵蓋了受訪者對於人工智慧養豬技術的瞭解。

那麼這些人工智慧養豬技術和產品又能或要解決哪些養豬問題？哪些是技術的探求，又有哪些是可落地實踐的？

養豬環控物聯網

隨著豬場規模化水平的逐年提升，無論是新建豬場還是老豬場改造，豬舍的自動化環境控制系統是必不可少的。

環控系統最早是由人工控制風機溼簾的執行，後來集成了自動控制程式，並連線了環境監測的各類感測器（溫度、溼度、二氧化碳、氨氣等），操作人員設定好引數和策略後，系統可自動根據豬舍的環境資料來控制風機等裝置執行。而加上通訊功能，那麼就可以把控制系統的執行資料、豬舍內環境資料上傳到雲端資料庫。這樣，管理人員不到豬舍中也能監控環控裝置的執行情況，並透過手機APP或物聯網後臺系統直接在雲端設定控制策略，然後系統把這些策略下發到各豬舍內的環控系統即可。這就變成了一個環控物聯網系統（圖2）。

圖2 環控物聯網系統構成示意圖

那麼環控物聯網裝置和系統解決了哪些養豬問題?

核心地，實現了遠端監控和管理環控裝置，減少了環控的日常維護工作量，自動地維持著豬舍的環境穩定，給豬隻一個良好的生活環境。同時，給豬舍安裝好電錶和水錶，並將其接入到環控物聯網中，就可以獲取豬舍階段性的水電消耗情況，使計算豬群的生產成本時水、電費用更加精準。

那麼，是否環控物聯網已經實現了“人工智慧”控制?

環控物聯網系統可以自動地採集豬舍內環境資料，然後依據控制策略自動地調節各裝置，使舍內環境符合當前豬群舒適生活的要求，同時出現裝置故障或異常時能自動傳送警報。從這個角度看，環控物聯網已經實現了自動化和無人值守，可以認為是“人工智慧”的環控。

但是，人工智慧並非只是自動化控制，這中間還涉及到裝置系統能否根據歷史資料自我進化。當前的環控物聯網系統依然有賴於人工維護的控制策略，例如豬群在不同階段的適宜溫度範圍等引數並沒有足夠的資料支援，使之能根據豬群的生長和豬舍外環境的變化而更精細地調節。

因此，環控物聯網已經非常自動化且能滿足豬場在環控方面的管理需要。而接下來，還需要足夠的資料積累，打磨環控資料模型，使環控管理策略能智慧地管理環控裝置。

智慧飼餵

目前主要的智慧飼餵裝置主要包括母豬群養電子飼餵站、單體欄電子飼餵器、育肥豬分欄系統、種豬生長效能測定系統、自動飼餵料槽等。

母豬群養電子飼餵站、種豬生長效能測定系統採用了RFID電子耳牌識別個體豬隻，對其精準投料，並記錄其採食量、採食時間和體重等資料。單體欄電子飼餵器與限位欄或產床繫結，不需要豬隻個體身份識別，而是根據所在欄的豬隻資訊對其精準投料，並記錄豬隻的投料量和投料時間等資料。肥豬分欄系統則是一種飼養模式，一批育肥豬飼餵在同一個大欄中，分欄系統根據體重自動把透過的豬隻分到不同的體重區域進行採食，系統可以記錄透過豬隻的體重資料。

上述系統可把資料透過通訊裝置傳輸到場區辦公室電腦上或透過網路傳輸到雲端伺服器（部分品牌的裝置支援）。

這些裝置由於可以實現個體豬隻的精準飼餵，因此豬場人員需要把受管理的豬隻的基本資訊、繁殖狀態等資訊及時地錄入到裝置系統中。但是，豬場一般都會有生產管理軟體，然而不同系統並沒有互通，這無疑會加大豬場人員的工作量。

母豬群養電子飼餵站、單體欄飼餵器、肥豬分欄系統以及種豬生長測定系統在國內已經過至少10年的發展，相關技術和應用相對來說已經很成熟。這些裝置都是為了解決不同生產目的下的飼餵問題。例如電子飼餵站是為了支援母豬群養技術，單體欄飼餵器應用在產房則是為了實現哺乳母豬“少食多餐”提高採食量，種豬生長測定系統則是為了獲得準確的豬隻日採食量和日增重資料。

而自動飼餵料槽主要是在傳統的溼拌料槽中增加了電機，豬隻透過拱動探頭觸發電機轉動，把飼料從料斗中投放到料盤中，經水料混合，供豬隻採食。一些裝置會在此基礎上增加通訊功能，把料槽投料時間、電機轉圈數等資料傳送到其雲端資料庫。

給料槽增加電機的舉措並不是為了解決豬隻的“飼餵”問題，而是為了解決溼拌料供應量不可控導致的問題，例如剩餘過多導致的酸敗問題等。其增加的通訊功能，除了可以遠端設定投料引數，檢視投料資料，也不存在隨著投料資料的積累而自動進化投料策略的需要。而作為豬隻日常拱動最多的裝置，料槽最核心的品質應該是部件耐用、易於維護，如果捨本求末，向所謂“智慧”靠近，但經常堵料，那就失去了作為料槽的基本價值了。

綜上所述，智慧飼餵裝置的核心是解決豬隻的飼餵問題及其資料記錄（如必需）。這些裝置依然需要管理人員制定飼餵策略和引數，並經常性地進行人工調整，並不會根據已有資料而進化，人工智慧仍然在路上。

視覺和影象識別技術

2018年“豬臉識別”技術曾一度火熱，一些企業跟進研發，以期為個體豬隻身份識別提供一種無接觸、全自動的解決方案。但由於生豬生長週期短，臉部變化大，識別模型訓練難度大，使得識別準確性並不能滿足“個體精準識別”的基本需要。例如，種豬日常資料記錄要求準確地記錄到每頭種豬的耳號，如果識別準確率為90%，就意味著有10%的種豬資料錯誤，而這對於生產資料記錄來說是不能容忍的。

個體精準身份識別，傳統方式是由人工讀取種豬耳牌號，而現在很多企業在嘗試給每頭種豬甚至商品豬佩戴RFID電子耳牌，然後使用手持機或通道天線來逐頭或批次地識別豬隻的耳號，從而達到個體精準識別的目的，這比使用豬臉識別要準確和可行得多。

所以，“豬臉識別”作為一種技術，可以在養豬業繼續探索研究，但作為一種生產管理的解決手段，並沒有能落地實踐且成本合理的應用場景。

那麼影片清點豬呢？在豬舍屋頂安裝監控攝像頭或巡欄機器人，對豬舍內各豬欄的豬隻進行監控，同時採用影片識別技術，透過機器學習，自動對豬隻頭數進行清點。這對於豬場在清點生物資產或賣豬時有很大的幫助。

但一些人或媒體宣稱的巡欄攝像頭可以自動判斷豬隻是否生病，這就有些牽強了。對那些躺臥不起的豬隻，系統自動通知管理人員，相關人員到豬舍內驅趕這些豬隻起來多運動，這就更屬於臆想了。養豬生產中並不需要特意驅趕商品豬或種母豬來運動，而驅趕種公豬加強運動則是必需工作內容，並不需要攝像頭系統提醒。

透過影象識別技術進行疾病預警，這是一個很有價值的課題，但尚未有進展能達到落地實踐。

聲音監測識別技術

已有團隊嘗試在產房安裝聲音監測裝置，透過採集仔豬的叫聲來識別出其中被壓仔豬的叫聲，從而提醒產房飼養人員前往解救被壓仔豬。

在微豬科技釋出的2017年和2018年的微豬資料年報中，仔豬死亡的元兇主要是壓死、腹瀉，其中壓死佔比超過35%。所以採取必要措施來降低仔豬被壓死，可以顯著提高產房仔豬的成活率。透過叫聲判斷是否被壓進而發出預警就是針對性的嘗試。

而在被壓仔豬中，一部分仔豬有機會發出聲音，從而有機會被人解救，但有一些仔豬被母豬壓住全身，並沒有機會發出叫聲。筆者在產房工作的時候碰到壓死的仔豬中，至少30%是被母豬壓住全身窒息而死，經常需要把母豬趕起來才能發現被壓死的仔豬。仔豬叫聲監測並不能監測到不能發出叫聲的仔豬被壓的情況。而且，仔豬被壓最多發生在出生後一週內，並非全程都存在仔豬被母豬壓的情況。

同樣地，豬群咳嗽監測也有國內外的團隊嘗試。透過監測豬群的咳嗽聲來判斷豬群是否存在呼吸道疾病。從技術上來講，這和仔豬叫聲監測類似，難點在於聲音模型的訓練，確定預警閾值。但從應用來講，判斷豬群是否存在呼吸道疾病並不是生產管理的目的。無論是豬舍環境，還是疾病導致的咳嗽，豬場只要維持好合適的豬舍內環境，定期免疫保健，是可以避免咳嗽的發生的。日常點檢應該放在豬舍環控裝置的正常執行、免疫保健程式的執行上，而不是追求新潮技術。

在無人值守的情況下，仔豬叫聲監測和豬群咳嗽監測可以作為豬舍監控手段之一，監控豬群活動情況。但在實踐落地過程中，依然要考慮到系統的複雜度、維護難度和實施成本。

自動發情監測

筆者幾年前在參與母豬群養電子飼餵站的推廣過程中，瞭解到母豬自動返情監測裝置主要有如下兩種：

（1）母豬群養系統中，如果是大群飼養，則在大欄中配置一個公豬欄，在公豬欄和母豬活動區之間的牆體中安裝一個包括有接觸孔的發情監測裝置。如果有母豬發情，那麼公豬的氣味會吸引它前往公豬欄，透過接觸孔與公豬鼻子接觸，發情監測裝置會記錄該母豬的耳號、拜訪次數和持續時間。當次數和時間達到系統內設定的閾值時，系統就會標記這頭母豬發情了。

（2）在限位欄中，母豬頭部的限位欄上安裝燈帶，燈帶包含紅外感應裝置。系統自動記錄母豬的體溫、起臥次數，當體溫、起臥次數達到系統內設定的閾值，系統就會標記這頭母豬發情了。

這些裝置系統從技術上講是非常有意義的，可以精準判斷母豬發情的時間點，有利於配種成功率和受胎。但從應用來講，這些裝置系統目前並沒有在豬場推廣開來。

究其原因在於，母豬查情作為配懷車間的日常工作是配種員的工作職責，相較於裝置的鉅額投入，人員投入更具價效比。而且，這些裝置構成複雜，維護不易，對很多豬場來說是一個大挑戰。

同時，隨著批次化生產的逐漸推廣，精準查情並非必需。要提高生產效率，就要追求整批一次性操作，而不是尊重個體的差異化。

人工智慧與養豬資料

什麼是人工智慧？從百科資料總結來看，人工智慧涉及機器人、語言識別、影象識別、自然語言處理和專家系統等。從這個角度來看，人工智慧必須依賴於大量的資料。

而對於人工智慧養豬，首先就需要具備足夠量的養豬相關資料。例如，建立豬舍環境控制模型就需要大量的環境資料與生產成績；調整飼餵策略就需要歷史的飼餵資料和生產資料等。

然而，包括繁殖資料、生長資料、人財物資料、環境資料和飼餵資料等養豬資料，在很多豬場都沒有統一採集和管理，很多豬場甚至就沒有資料管理。一些豬場有多套資料系統，九龍治水，上馬容易下馬也容易，缺少豬場資料採集和管理的頂層設計。

沒有養豬資料的積累，那麼相關裝置系統的人工智慧控制，就空有控制而無法智慧決策。

所以，在探索人工智慧養豬裝置系統的同時，行業也需要關注豬場基礎資料的採集和協同管理。把養豬生產的豬、物、人、財的資料統一採集和管理，打通不同系統的資料壁壘，才能使各個裝置各自進化，並減少豬場人員的管理工作量。

小結

從網際網路技術的發展來看，人工智慧將是接下來的技術趨勢。而在養豬行業，則需要考慮到行業現實情況和未來願景。無論是養豬從業者，還是踏入養豬行業的行外企業，都需要理清現實需求和未來願景。不能用未來願景當作現實，而把現實當作落後。

人工智慧養豬有其應用場景，但從實際操作來看，應用場景仍是養殖環節的某個或某幾個點，而非成體系的技術方案。因而，對於人工智慧養豬的暢想，都是對未來養豬的美好願景，都需要在養豬業的現實狀況基礎上從點到面到體系，一步步來。同時，也要意識到，人工智慧養豬並非不需要人，而是協助人養豬，讓養豬變地更輕鬆更高效。

本文作者：王瑞年