AI养猪成养猪新模式

2019-09-17策划本刊编辑部陈艮霞

电脑迷 2019年8期

策划/本刊编辑部文/本刊记者陈艮霞

随着科技的发展，人工智能已进入我们的日常生活，猪肉在我国居民肉类消费中一直居于突出的重要地位，相比传统养殖业人们对人工智能养猪充满期待和关注。不少互联网公司、科技企业宣布参与养猪。比如，2018年6月7日，阿里巴巴在云栖大会·上海峰会上发布阿里云ET农业大脑，希望将人工智能与农业深入结合，宣布阿里云ET农业大脑已应用于生猪养殖、苹果及甜瓜种植。2018年11月20日，京东金融宣布更名京东数字科技，并正式发布了京东农牧智能养殖解决方案。京东农牧主要基于机器人、AI、物联网和SaaS，为大中型养猪场提供智能养殖解决方案，从而实现“猪脸识别，全链溯源”。据分析，成熟的人工智能养猪模式，通过采用先进的信息、通信和物联网等技术对猪场实现生产全程的高度自动化控制，能够大幅度节约人工，降低饲料投入，改善生长和繁殖性能，提高生产效率，实现疫病实时监测与有效控制，做到猪肉生产全程可追溯，确保食品质量安全，相比传统养殖确实存在明显优势。

AI养猪比传统养猪更具优势

养猪的一个难题就是，千万头小猪如何数得清具体数目，如何认得出每一只猪。过往的做法是给猪打耳缺，若是遇上猪的疾病或者是生育，可用打耳缺的方式来记录。外行看来，耳朵上的“缺”或许是猪耳自身的形状，内行一摸一看就知道，这猪是哪一批次，经历过什么。不过，如果能够研发出“猪脸识别”技术，用智能手段记录猪的采食量、体温变化、运动情况等各种信息，将各项信息记录在云端，每头猪都有自己的档案，会不会更方便，从而降低人力成本。再更进一步，从养猪场的管理流程来看，如果能够借助机器的力量提示员工“什么时间节点出现在什么位置上”，是否能够极大地提升工作效率？这些技术的进步说起来很简单，但传统企业是做不了这方面研发的。养猪业需要一些高科技企业和具有资源整合能力的企业去做这个事。

传统养殖业开始为互联网企业所青睐。阿里云就通过ET大脑实现人工智能养猪，提高猪的存活率和产崽率。这套系统叫作ET农业大脑，当中涉及视频图像分析、人脸识别、语音识别、物流算法等人工智能技术。

比如，阿里云研发出一套“怀孕诊断算法”来判断母猪是否怀孕。养猪场内的多个巡逻摄像头会自动搜集母猪的睡姿、站姿、进食等数据，再由人工智能（AI）分析母猪是否配种成功，如果发现有母猪没怀上，系统将提醒工作人员进行人工授精，从而提高母猪产崽量。猪崽出生之后，为了让它们健康成长，ET 农业大脑通过语音识别技术和红外线测温技术来监测每只猪的健康状况。由于猪在吃奶、睡觉和生病等不同状态下发出的声音都不一样，通过分析猪的咳嗽、叫声、体温等数据，一旦出现异常能够第一时间发出预警。

与之对应的是，京东也推出了智能养殖技术，其支持合作的“精气神吉神黑猪”养殖基地，被称为首批AI养殖基地，也是京东农牧智能养殖解决方案实现落地的养殖园区之一。整套智能养殖计划包括神农大脑（AI）、神农物联网设备（IoT）、神农系统（SaaS）三大模块，可实现“养猪智能化”。其中，“猪脸识别”最受关注，养殖场可以通过这项技术来观测与记录每只猪的体重、生长、健康情况。

当前养猪场进行批量养猪的过程中，养殖者需要掌握每头猪的饮食情况、健康状态、生长状况以及情绪等信息，因此来识别每头猪的身份信息为养殖者掌握养殖场基本状况提供便利，目前大型养猪场对于猪的身份管理没有一个准确有效的识别方法，使得在管理猪的过程中出现混乱和错误的情况，所以，猪脸识别技术的缺乏不利于规模化的精准养猪推广。

用人工智能、云计算等孕育于互联网领域的技术来赋能更多的传统行业，帮助其进行数字化改造升级提升运营效率，这在腾讯被称作产业互联网，阿里巴巴称其为产业数字互联化，京东叫产业数字化。在农业领域，科技企业也开始涌入。

最初京东农牧团队研发猪脸识别技术，并不是目前“畜牧业智能解决方案”的一部分，而是为了京东保险团队的需求。开始做猪脸识别是因为给京东保险里面的猪上保险。可能养了100 头猪，给其中10 头上了保险。不管谁死了，都可以去报保险，因为保险公司也不知道这100头猪中哪10头是上了保险的，所以即使其他90 多只猪有死的，都可以去报。京东当时有保险团队，非常希望通过一种手段来把这10头猪认出来，所以在2017年就开始研究猪脸识别技术。于是，这群技术团队人员便“扎进了”养猪场。因为做保险这个事，他们经常去猪场里采集数据，了解了现状，于是开始做京东农牧。

目前整个AI养殖系统的成熟度还在研发中，技术进度在75%～85%。猪脸识别技术从2017年开始做，2018年3月开始用在京东农牧的项目上，识别标准达到了正常使用的水准，可用率100%。

AI养猪让猪过上智能生活

京东农牧团队在位于吉林白山两个养殖园区、100 多栋山黑猪猪舍中，均部署了基于AI、IoT 和SaaS技术的京东农牧智能养殖解决方案，其中包含神农大脑、神农物联网设备、神农系统的相关系统和硬件设备。猪舍装载了养殖巡检机器人、饲喂机器人、农业级摄像头、伸缩式半限位猪栏等设施。通过上述设备，图像识别、人工智能技术的运用正在农业领域施展拳脚。巡检机器人安装在猪舍顶棚，并沿着巡检车轨道在顶部来回“走动”，利用摄像头巡检棚内的动向。

以猪的数量统计为例，一般养殖企业在月底都会进行数量盘点，传统的肉眼数猪效率很低，而且准确度不高，往往要用3～4 d才能完成数量盘点工作，至于猪的称重，传统养殖也只有在出栏时进行一次称重，此前只能凭经验估算。而巡检机器人使用专用的农业摄像头，“扫一眼”猪栏就能知道猪的数量，并对每头猪进行估重，这背后是AI算法的支持。饲喂栏前的摄像头是智能饲喂机器人的组成部分，可以对猪进行“猪脸识别”：每一格喂食区仅容纳一头猪，当猪走进去时即可被摄像头捕捉到图像信息。

当猪饿了的时候，只要走到饲料槽，“饲喂设备”会奉上一份“定制”餐食；如果一不小心出了猪栏，系统也能第一时间发现，并通知饲养员把猪带“回家”。猪的住处也是“智慧家居”的典范，在系统控制下温度和湿度始终保持在最适合猪生长的范围，还会实时通风，让氨气含量足够低，保障室内的空气清新。

在饲养喂食方面，传统模式下的喂猪依靠人工给10～15 头猪一起投料，每头猪只能凭力气抢着吃，结果同一栏猪在出栏时往往体重存在差异。通过“猪脸识别”技术，可以识别每头猪的“身份信息”，从而调取其重量、生长周期信息，从而实现更为精准的自动投喂，试图将同一栏猪出栏时的体重差异尽可能地缩小。

值得一提的是，外界对于“猪脸识别”技术的实用性也有不同的声音，此前市面上已有其他解决身份识别、数量测算等的办法，包括给生猪戴上电子智能“耳环”，或者是在猪背上做刺青编码，通过摄像头导入系统。不过，上述做法安装过程仍然会产生大量的成本，也会对猪本身产生一定的影响，而“猪脸识别”则可以更有效地避免上述情况发生。“猪脸识别”技术具体在运用时，需要进行30～50 d的本地化部署。

除了上述设备端的装载，京东农牧技术解决方案的核心是利用人工智能技术所研发的“神农大脑”。简单地说，“神农大脑”里保存了专业的养猪知识，能够在各类情形中自主作出判断。比如，在猪舍里突然一头猪叫声无力，还会时不时地咳嗽两下，神农大脑首先会侦测到异常，要求摄像头观测猪的体温，调用数据库里猪的过往体温、进食记录、运动量进行比对，如果叫声、体温、运动情况均存在异常，那么神农大脑就可以作出初步判断，这头猪很可能得了病，接下来，神农大脑会给饲养员发出警报。

养殖人员在观察猪群健康的时候，除了技术水平和手段受限之外，更重要的一点就是无法花费巨大的精力和人力来观察每一头猪的健康，这就出现了一病就是一大片的尴尬。有了智能化系统，系统会逐一监测猪的行为、动量、体温、采食，甚至是声纹信息，并经过计算判断出异常的个体，并标记出来指导工作人员的跟踪和治疗。

对于猪舍的环境，神农大脑还会对收集到的猪场环境参数进行统一管理和智能分析，之后通过智能风机、智能增氧机、智能湿度调节器等智能化设备进行调节，保证养猪场维持在适合生猪健康生长的最佳状态。上述系统和设备，实际上是将每头猪的生长情况进行了信息化，按照京东农牧的规划，从猪的出生、生长、检疫、屠宰、加工、运输直到销售，各环节的信息都试图能够做到可追溯。精气神团队方面表示，精气神会将京东和精气神智能养殖的大数据通过互联网同步传报给吉林省畜牧业管理局。

AI养猪比传统养猪成本更低

精气神养殖场经过京东农牧的改造，猪舍内遍布智能养殖解决方案所独创的养殖巡检机器人、饲喂机器人、3D 农业级摄像头、伸缩式半限位猪栏等设备。这些设备在巡检、监控、饲喂、环控四大场景中发挥作用，致力于为猪创造一个良好的生长环境。

神农大脑对收集到的猪场环境参数进行统一管理和智能分析，之后通过智能风机、智能增氧机、智能湿度调节器等智能化设备进行调节，保证养猪场温度、湿度、空气维持在适合生猪健康生长的最佳状态。

在日常饲养方面，以猪的数量统计和称重为例，人用肉眼数猪的效率很低且准确度不高，给猪称重更是费时又费力的工作。利用京东农牧的3D专用农业级摄像头，“扫一眼”猪栏就能知道猪的数量，以及每头猪有多重，整个过程只需几秒，点数准确率为100%，测重的误差可以控制在3%以内。

养猪业本身就是投入大、资本回收周期长的产业，而人工智能硬件设备昂贵、投入巨大，且其稳定性、匹配性尚未得到很好整合和验证，设施设备正常运行与维护对专业技术人员的知识要求很高，并且现有设备和系统尚未形成精准指导不同规模类型猪场全过程生产的成熟模式与可靠能力。

中国是世界养殖业大国，其中生猪存栏量位居世界第一位，猪肉产量约占全球的一半，但在生猪养殖的劳动生产率、饲料转化率、母猪生产力水平、生产成本等方面，离国际先进水平仍存在一定差距。

在传统模式下，喂猪依靠人工，很粗放，给10～15 头猪一起投料，每头猪只能凭力气抢着吃，结果同一栏猪，在出栏时往往体重差异巨大，力气小的只有70 kg，力气大的可以长到130 kg。智能养猪场采用机器人代替人力来喂猪。机器人拥有“猪脸识别”技术，不但认得每一头猪，还知道这头猪需要吃多少，结合饲喂机器人等设备，可以做到“精准到克”地饲喂每一头猪。如此一来，每头猪都能获得均衡的营养，同一栏猪出栏时的体重差异可以缩小到5%之内。

智能化养殖不仅提高了猪的“生活品质”，也为企业带来良好的综合效益。京东农牧方面回应称，根据现有的对照组的测试数据，通过精准饲喂管理和粥料供给方案，初步统计和计算可帮助每头猪节约60元左右的饲料成本，如果全部应用智能化养殖技术，按照每年20 万头山黑猪的产量，全部应用智能养殖系统后，可以每年为企业节约1 200万元的生产费用。这一数据有待下一年度在养殖场的实际测试来证实。

精气神团队表示，目前投入AI 养殖系统后，以精气神北山猪场和兴参猪场为例，预期他们平均每头猪增加了92.5元成本（全部投资，按照8年每年出栏5万头，合计40万头猪计算），但是在饲料方面每头能节省30～60元，人工成本投入每头猪可节省8元，提高成活率方面平均每头可节约15 元，在精准控制出栏体重方面能节省5～8 元。从直接的投入产出来看基本上打个平手。不过，随着使用时长的增加，平均成本会进一步降低。

通过智能化管理体系，可改进生产工作的指向性和工作行为的合规监督，实现工作效率和工作质量双提高，重点是减少员工在工作中的盲目作业和无用功。同时，通过系统对工作过程、结果的管理、分析，做好员工工作绩效的管理，从而实现饲养人员数量降低30%，管理技术人才数量降低70%，员工收益提高30%的经营管理效果，这对企业来说人力成本综合降幅预期可以达到25%左右。过去养殖场内指定了许多规章制度，但实行起来依靠的是员工的责任心，难以对员工的表现进行测定，而现在依靠智能设备和SaaS企业操作系统，在管理层面能够实现更精细化。比如猪场里有一个地方粪点特别多，有机器人巡检看到粪点，发布信息提示员工去清理，第一个10 min没去提示员工本人，第二个10 min没去提示主管，第三个10 min没去就提报厂长。指向性和合规性都得到了改变之后，员工工作质量和工作效率才能真正围绕企业核心价值去做事情。通过智能化管理设备和信息提示，一个场长可以管理更多的猪群，精气神养猪场过去是一名场长，两名副场长，还要带七八个技术员，比如管分娩阶段、管配怀阶段、管保育阶段的，优化完之后，只有一名正场长，一名副场长，再带三四名技术员就可以完成这些工作。精气神方面还表示，除了上述投入产出最直接的比较外，智能养殖系统带来的环保价值、育种价值和管理价值以及系统软硬件的基础折旧，没有进入对比范围的价值。总体来说，这是非常划算的一个项目。其中一个潜力巨大的领域是，智能系统对养殖信息的采集监测，或许能够撬动金融行业加大对农业的支持。

智能养猪需更多技术人才

已经有越来越多的养殖企业开始接触来自互联网公司的智能养殖，其签约的养殖企业包括吉林精气神、哈尔滨信诚、重庆六九畜牧、四川元宝等。

随着越来越多的年轻人走出乡村走向城市，“人才荒”成为精气神这样的养殖企业的难题，随着智能技术的运用，对于传统养殖企业来说，人才也出现新的渴求。虽然现在对云计算、物联网等术语信手拈来，智能农牧技术在农业领域的应用，或许成为身怀技术的年轻人回归家乡甚至走向田野的一个契机。

京东农牧介绍，目前派驻到养猪场的员工有两类：一种是做技术的，就是传统的程序员。京东派过来的是里面的精英，自己能从后端数据库服务器到中间端平台端一直到前端、和互联网系统连接……这些人都可以搞定。现在技术人员一般常驻是3～5人，然后施工指导，大概有3～5人。

这些派驻人员的薪资，往往远超过养殖企业自身的薪资水平，京东会培训更多的不是京东员工的施工团队……因为初期阶段京东需要把所有的工作都做好了，然后安装好了之后，京东这边就全面撤离，由京东安装指导人员指导出来的那些人，会在当地附近周边设一个中心，辐射周围两三个省，做后期的维护、安装、报修等，所有的活动由京东负责。

不过，人工智能养殖并不能做到完全替代所有工种，在母猪接产、疫苗使用等方面，仍需要更多的专业性人才。一些工作特别精细、需要去掌握度的、凭经验进行判断的工作，可能就更需要人工来操作。再一个方面，就是需要进一步加强关于育种、关于动物营养方面的技术人才。不只是养猪，京东农牧的智能养殖系统在养牛、养鸡、水产、种植等方面也都将发挥作用。

科学技术是第一生产力，人工智能突飞猛进，我们理应对人工智能养猪充满期待和积极对待。结合当前情况，对于人工智能养猪发展，政府要合理安排专项资金鼓励科技创新、成果认定、技术集成与示范推广，还要制定有利于科技创新的政策措施，更多地引导社会资源投入，并且鼓励形成集中火力联合攻关、集中突破的体制机制，避免有关主体各自为政和浪费社会资源。鼓励阿里、京东等有实力的行业领军企业与科研院所联合，担当起人工智能养猪的探索者、创新者、实践者和推广者。对于众多中小型猪场，及时关注相关领域科技进展与设施设备创新情况，以开放的思维共享科技发展成果。对于任何一项新兴技术，不单单是关注技术上是否可行，还要考虑经济上的可行与优选。