PigWish<br/>——母猪行为信号与高效选育

PigWish
——母猪行为信号与高效选育

2016-06-15赵长生武汉凯风华科智农科技有限公司

国外畜牧学(猪与禽) 2016年5期

赵长生（武汉凯风华科智农科技有限公司）

PigWish
——母猪行为信号与高效选育

赵长生（武汉凯风华科智农科技有限公司）

2003～2008年在北京某大型农牧集团从事饲料、种猪市场营销工作。从2009年开始在养猪行业推广智能化技术和理念，同时代理荷兰、丹麦、法国等公司智能化产品。2013年联合成立华科智农，并负责公司运行管理。

养猪生产需要使用很多设备，例如猪的定位栏、风机、水帘、送料进口、种猪指标测定的器械（B超和背膘仪）等。什么是互作呢？养殖场中的设备之间有没有一种交互作用？这些设备之间能不能从“独立思考”到“相互思考”，从“相互思考”到“相互作用”？在未来互联网时代快速发展的形势下，移动互联网快速影响我们的生产和生活方式。在这种情况下，我们将用什么样的方式来作用于养猪生产或畜牧生产？

1　PigWish系统

创业之初，我们把英文字母与中国的方块文字进行有效结合，我们将该系统取名为PigWish。这种结合不是一种巧遇，而是源于一种本能。跟着国家养猪的大方向，PigWish对于我们这一代人而言是一种梦想。既然我们从事的与养猪行业相关的产业，那么我们赋予养猪行业的梦想是：PigWish——让养猪富有梦想！从富有激情到富有梦想，这是可以结合的。我们做的方案也是与梦想结合在一起。

华科智农是华中科技大学参与创建的一家创新型企业。在农业这个领域，我们一直在思考要用怎样一种思维或思路去参与其中。最终，我们立足于华中科技的工业和信息化领域中的控制技术，将其应用到农业领域。农业领域中首先考虑的是畜牧业，我们检索农业与畜牧业之间的关系发现，发达国家畜牧业占农业产值的60 %～70 %，而目前中国畜牧业产值仅占中国农业产值的30 %～40 %。所以，中国畜牧业在中国农业领域的发展空间很大。然而，现在中国畜牧业发展仍很落后。在“人拉车推”时代，要做到互作和信息化非常困难。目前，我们已经完成在畜牧领域中基于“物联网+互联网”的系统解决方案。我们把设备与设备之间的交互与动物结合，之后又能将其与生产者、管理者和应用者有效结合。例如，饲料企业、育种企业、学校、研究单位之间也可结合。

中国的畜牧行业必将存在于这样一种错综复杂的路线图中：人工→机械化→自动化→智能化→数字化→无人化，在其背后有一种力量将这些因素高效再组织，形成一种无可复制的方式，这既能迎合小猪场又能迎合规模化猪场的需求。

图1　PigWish系统构成图

图2　600头基础母猪规划图

同时，我们用了六年时间完成在畜牧领域尤其在养猪领域的一种智能硬件平台——PigWish系统。PigWish系统是养猪舍的多种功能硬件，分为两个系列：为乐食和易乐食（图1）。从工业领域看畜牧领域，畜牧领域应该是快乐的，因为生命繁殖的过程是一个超价值的过程，这不是一斤肉和两斤肉的问题，它是生命重复繁衍、遗传价值替代的过程。理解本质后，从外行看畜牧领域，畜牧业很有意义，畜牧者也应该快乐高效地从事本行业。另外，畜牧行业的标准物，如动物，也应该从它本能的角度让其拥有快乐的反应。所以，我们把“乐食”概念内置到为养猪业或者畜牧行业提供硬件解决方案的品牌文化里。正因为有这样一种思考，我们与畜牧业的结合才有了另外一种意义。

我们将不同的智能硬件配备到每个生产车间（配怀舍、妊娠舍及产房等。图2），结合猪场的具体情况将智能硬件进行有效组合。为乐食-母猪系列是把智能硬件与中国特色有机结合的一种方式。国外提倡动物福利，养猪舍一直使用电子饲喂，而国内在使用电子饲喂时却出现了各种问题。与猪场管理员重复交流后得知，他们喜欢将20头猪组成一个小群，这种情况下就不能实现精准的个体饲喂吗？精准饲喂是精准营养最佳的支出方式。既然考虑到精准营养，就要想到这个营养是否能与猪有效地结合；若能有效结合，那么精准营养是可以做到的。

图3　易乐食对比试验数据分析

易乐食-育肥系列在育肥猪上应用后创造出的价值和结果超乎想象，使用该系列产品后，饲料和水结合转化的价值超越我们之前对其营养的认识。为乐食——碰触给水给料产品将传感器与现有猪场的传统料槽结合，通过动物反馈的信息激活来控制系统，从而按一定比例投水投料，同时会将每一次采食情况进行记录和分析，例如何时采食，采食次数，采食量等。这就使设备与猪之间形成了某种关联（互作），这种关联实现了对生产资料的另一种价值应用（表1）。互作带来了一定的经济价值，即实现用2 kg的哺乳母猪料产1 kg的断奶体重。目前，国内现状是3 kg或者更多的哺乳母猪料产1 kg断奶体重。我们一直在寻求与国内更多企业合作来进行这项试验，做出一份严谨有效的数据来支持这个结果。

还有一种育肥猪系列——碰触感应与水料超限暂停设备。将猪场进行简单改造，给猪场料槽底部装上垂钓式感应器，猪可进行自由采食。当猪拱动触发杆时设备自动进行投料，料槽内水料过多达到设备设置的最佳极限时，猪再去拱动触发杆系统时也不再投料。这种智能感应器在猪场具有以下优势：液态饲喂、减少浪费、增加食量、健康卫生、方便调整、饲喂数量以及防止污染。

正是这样的设备，我们与更多的猪场进行合作，利用易乐食进行了一项对比试验，分别在23日龄～32日龄、33日龄～42日龄、43日龄～52日龄、53日龄～62日龄以及63日龄～72日龄，每十天进行称重。试验结果表明，易乐食可以带来更大的采食量、更快的增重以及更低的料肉比（图3）。基于这样好的经济价值，我们希望能借助大家的力量，从品种、区域、营养甚至管理水平上将该模型进行更深入的研究，将这项工作做得更精准。

图4　母猪饲养曲线

图5　哺乳母猪24　h采食信号

2　智能化给养猪业带来了什么

智能化给养猪业带来了两大变化：效率和决策。效率的背后是动力，我们原先的动力是以苦力为核心，原先的决策是以经验和感性为主。从现在重新考虑畜牧业，我们需要解决的是效率问题，投入多少生产资料同时产出多少动物蛋白，这是效率问题。另外，从工业领域控制畜牧生产，需要寻找一种大家公认的标准。每头猪都有一条饲养曲线，例如母猪饲养曲线（图4），按照该曲线图对猪进行饲养是为了得到更好的动物体况，从而得到更好的繁殖性能和生产性能。那么，良好的体况又如何实现呢？很简单，将设备与饲养曲线形成互作和及时反应转化为智能交互。例如，给猪场的每头猪佩戴一个电子芯片，在每个圈舍放置一台感应器与猪进行关联；逻辑是将传感器等同于猪，这是智能控制的起点。当传感器与猪结合后，不同的猪碰触传感器会得到它们原始的数据，不仅可以了解猪的采食量，而且还可以了解猪何时采食，从而能更加精确地了解猪的习性。

装上感应器，那么一天中猪又是如何变化的？原来是以我们的主观意识为主，与猪进行互作。现在可以通过多个感应器反馈的信息了解猪在一天中发生的情况以及何时发生。在哺乳母猪拱动感应器曲线中，如图5，显示了哺乳母猪从晚上九点到第二天晚上九点的24 h中325头母猪拱动感应器的次数、采食情况等。可以看出，一天内猪有7次想去拱动传感器的信号。晚上九点到早上七点猪拱动传感器4次，为什么会有这样的反应呢？以前我们对猪场的控制是我们对猪的主观想法，与上海祥欣畜禽有限公司的李步社场长交流时，他说这是猪的习性，这称为以猪为本。当传感器的信号与猪关联时，它接受的信号就是猪在猪舍中的实际情况，这种信号是可以与我们的生产有效互作的。如何来理解这些信号呢？例如，图6是325头猪的求食信号与采食趋势比较结果图。另外还有一些数据，如一个小时猪能采食多少，这是非常有价值的数据，我们正在寻求饲料、营养、育种、疾病相关专家的力量，一起研发更多有意义的数据模型。

图6　求食信号与采食趋势比较

PigWish系统组成单元包括：猪场的数据中心（大脑）、全场通讯覆盖（神经系统）、猪场的传感网络（眼睛）、猪场的自动化运行（双手）、猪场的管理与操作（人机对话）以及云端控制和托管服务（远程专家）。看到这个组成单元，你可以想到这是一个完整的机器人的组成方案。另外，饲养曲线的设置有多种方式：一种是每头猪设定多少量，另外一种是指定日期，到一定日期设置一定的采食量。最后，我们还可以根据时间来设置猪的采食次数。

我们现在能做的是为你们的猪场装上一种智能硬件，与原先猪场的生产进行有效的互动。最终以猪的习性或者猪的生产现状需求为根本，重新作用于养猪生产。当然，这与原来猪场的生产管理软件不矛盾，通过云端直接把需要的信息发送到原来的系统，在原有系统的基础上享受猪场信息。