人工智能養(yǎng)豬在我國的發(fā)展現(xiàn)狀與研究展望

楊 亮，熊本海，王 輝，陳睿鵬

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

0 前言

近年來，人工智能技術(shù)不斷發(fā)展并在多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展，取得了顯著的成效。中國是畜牧業(yè)大國，畜牧業(yè)發(fā)展在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。2022年1-3月全國農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值約為20 470.6億元，其中畜牧業(yè)占比達(dá)41.37%，達(dá)到8 468.6億元。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《“十四五”全國畜牧獸醫(yī)行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提及到，2025年生豬養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1.5萬億元。生豬養(yǎng)殖在畜牧業(yè)中的占比較重，特別是隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)?；潭炔粩嗵嵘鋵?duì)現(xiàn)代化養(yǎng)殖技術(shù)的需求日趨迫切。利用人工智能技術(shù)構(gòu)建我國智能化生豬養(yǎng)殖解決方案，研發(fā)生豬養(yǎng)殖過程中的信息智能感知、個(gè)體（小群體）精準(zhǔn)飼喂、養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控等核心技術(shù)與裝備，是推動(dòng)我國生豬養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素。2020年，中國發(fā)布了《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》，明確提出要推進(jìn)人工智能等數(shù)字技術(shù)向農(nóng)業(yè)農(nóng)村滲透，加快建設(shè)數(shù)字農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)現(xiàn)代化數(shù)字畜牧業(yè)的發(fā)展。應(yīng)用人工智能技術(shù)，發(fā)展生豬智能化養(yǎng)殖已勢在

必行。在國家政策的大力支持下，科研院所、高校和相關(guān)企業(yè)集中優(yōu)勢科研力量進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，利用人工智能技術(shù)研發(fā)生豬養(yǎng)殖裝備與技術(shù)等，目前已取得了一定的成果。為了更好地發(fā)揮人工智能對(duì)生豬養(yǎng)殖行業(yè)的推動(dòng)作用，助力生豬產(chǎn)業(yè)種業(yè)振興，本文將重點(diǎn)介紹人工智能養(yǎng)豬在我國的發(fā)展現(xiàn)狀并展望人工智能技術(shù)在生豬養(yǎng)殖領(lǐng)域未來的應(yīng)用前景。

1 人工智能

1.1 人工智能的定義

人工智能概念最早由美國科學(xué)家約翰·麥卡錫（John McCarthy）定義為“制造智能機(jī)器的科學(xué)與工程”。從此，人工智能作為一門新興學(xué)科逐漸興起，經(jīng)過60多年的發(fā)展，人工智能成為眾多交叉學(xué)科的前沿綜合科學(xué)。目前，學(xué)者們普遍認(rèn)為人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)，人工智能的主要目標(biāo)是使機(jī)器能夠替代人類完成一些智能的復(fù)雜性的工作。

從技術(shù)基礎(chǔ)來看，人工智能分為符號(hào)智能與計(jì)算智能。符號(hào)智能指的是所謂的傳統(tǒng)人工智能，即以知識(shí)為基礎(chǔ)，通過建立規(guī)則和推理來完成問題的求解，如專家系統(tǒng)、知識(shí)推理等，研究多以知識(shí)為對(duì)象，重點(diǎn)研究知識(shí)的獲取、表示及運(yùn)用。計(jì)算智能則是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過大樣本數(shù)據(jù)訓(xùn)練、構(gòu)建數(shù)學(xué)關(guān)系模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)問題的求解，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、模糊系統(tǒng)、進(jìn)化程序設(shè)計(jì)以及人工生命等算法和理論。

從發(fā)展等級(jí)來看，人工智能一般分為超人工智能、強(qiáng)人工智能和弱人工智能。超人工智能指的是能實(shí)現(xiàn)與人類智能等同的功能，具備“遞歸自我改進(jìn)功能”。強(qiáng)人工智能即通用人工智能，指的是能夠像人類一樣勝任智力性任務(wù)的智能，要求人工智能具備思考能力、計(jì)劃能力、學(xué)習(xí)能力、交流能力等。弱人工智能又被稱作狹義人工智能或應(yīng)用人工智能，指的是能完成某項(xiàng)特定任務(wù)或特定問題的人工智能，其本身并不具備自主意識(shí)或真正的人類智能。目前，絕大多數(shù)人工智能及其應(yīng)用仍然屬于弱人工智能。

1.2 人工智能的組成要素

人工智能的組成要素包括四個(gè)層面，即基礎(chǔ)設(shè)施層、算法模型層、技術(shù)研究層和行業(yè)應(yīng)用層?；A(chǔ)設(shè)施層主要包括支撐人工智能所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源、計(jì)算硬件資源以及計(jì)算平臺(tái)資源等；算法模型層主要包括支撐人工智能所需的基礎(chǔ)算法與模型，如深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等理論中的相關(guān)算法和模型；技術(shù)研究層主要包括支撐人工智能各分支領(lǐng)域所需的核心技術(shù)，是人工智能研究領(lǐng)域最為活躍和廣泛且持續(xù)時(shí)間最長的一個(gè)層面，當(dāng)前主要包括自然語言處理、語音信息處理、計(jì)算機(jī)視覺、大數(shù)據(jù)分析和智能決策支持系統(tǒng)等；行業(yè)應(yīng)用層面是前述人工智能相關(guān)技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的落地，也是近年來人工智能技術(shù)從研究領(lǐng)域走向社會(huì)大眾的具體應(yīng)用。

2 人工智能養(yǎng)豬

2.1 人工智能養(yǎng)豬的定義

人工智能養(yǎng)豬，就是應(yīng)用人工智能技術(shù)、融合智能設(shè)備與設(shè)施等，對(duì)傳統(tǒng)的養(yǎng)豬模式、養(yǎng)殖過程及關(guān)鍵飼養(yǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化，通過智能化設(shè)施實(shí)現(xiàn)豬只個(gè)體體況信息的智能化感知與數(shù)字化表征、養(yǎng)殖環(huán)境的智能化監(jiān)測與控制，養(yǎng)殖過程數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集與智能化處理，包括養(yǎng)分供給的動(dòng)態(tài)計(jì)算、豬只個(gè)體或群體日糧的精細(xì)化飼喂等。通過智能設(shè)備或機(jī)器人的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)機(jī)器換人，減少養(yǎng)殖過程中的勞動(dòng)力投入，最終實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬環(huán)境的最優(yōu)化、投入品的減量化、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的最大化和人機(jī)結(jié)合的最優(yōu)化，全面提升豬只健康水平及養(yǎng)豬效益。人工智能養(yǎng)豬不是一個(gè)簡單的定義，也不是一個(gè)簡單的養(yǎng)豬模式，它具有豐富的內(nèi)涵，需要貫穿養(yǎng)豬生產(chǎn)的全過程，需要各種知識(shí)、技術(shù)與工程的跨界融合，才具備開展人工智能養(yǎng)豬技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用條件。

2.2 人工智能養(yǎng)豬的核心技術(shù)

實(shí)現(xiàn)人工智能養(yǎng)豬，需要解決養(yǎng)豬過程中的關(guān)鍵技術(shù)，如養(yǎng)豬環(huán)境智能控制技術(shù)、豬只個(gè)體或群體的精準(zhǔn)飼喂技術(shù)、養(yǎng)豬機(jī)器人技術(shù)與養(yǎng)豬精細(xì)化管理技術(shù)，上述技術(shù)貫穿養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)鏈的全過程。在養(yǎng)豬生產(chǎn)過程的不同節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用人工智能技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)與養(yǎng)豬過程的結(jié)合，促進(jìn)人工智能技術(shù)在養(yǎng)豬領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.2.1 養(yǎng)豬環(huán)境智能控制技術(shù)

在設(shè)施養(yǎng)殖的模式下，豬只在不同的生理、生長階段以及不同氣候的養(yǎng)殖區(qū)域，理論上存在最佳的養(yǎng)殖環(huán)境，包括適宜的溫濕度、空氣質(zhì)量（主要指NH3濃度、H2S等有害氣體的可承受的上限值）、O2的濃度（空氣交換量）、光照強(qiáng)度等。豬只在此環(huán)境下進(jìn)行繁殖與生產(chǎn)，既能滿足動(dòng)物的福利及健康，又能促進(jìn)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與利用，生產(chǎn)的投入與產(chǎn)出的效率及經(jīng)濟(jì)效益最為理想。

養(yǎng)豬環(huán)境智能控制技術(shù)指的是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過傳感器的部署與工作，動(dòng)態(tài)采集特定豬舍的環(huán)境指標(biāo)，當(dāng)環(huán)境狀態(tài)超出系統(tǒng)設(shè)定的閾值時(shí)，智能啟動(dòng)環(huán)境控制設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水簾、空調(diào)或光照設(shè)備等，使溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)的數(shù)值處于合理區(qū)間，確保豬只在設(shè)施養(yǎng)殖環(huán)境下健康生長。基于傳感器的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要集成了環(huán)境感知、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)分析及控制的物聯(lián)網(wǎng)閉環(huán)過程。基于環(huán)境控制專家、動(dòng)物福利與營養(yǎng)專家的聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)智能控制的難點(diǎn)是構(gòu)建環(huán)境指標(biāo)智能調(diào)控的多維模型，實(shí)現(xiàn)較佳的設(shè)備開啟時(shí)間與節(jié)律，獲得經(jīng)濟(jì)的環(huán)境參數(shù)控制及優(yōu)化。

2.2.2 豬只個(gè)體或群體的精準(zhǔn)飼喂技術(shù)

豬只個(gè)體或群體的精準(zhǔn)飼喂及控制受制于多方面的因素或技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的精準(zhǔn)是一種相對(duì)的精準(zhǔn)，即在不同養(yǎng)殖模式、不同生理階段、預(yù)期生產(chǎn)性能下的精準(zhǔn)。在生產(chǎn)性能方面，養(yǎng)殖種豬的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)母豬生產(chǎn)力PSY的最大化，養(yǎng)殖商品豬的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)料重比（FCR）的最小化。理論養(yǎng)分需要量即每天供給的最低或最佳的養(yǎng)分需要量，包括能量、蛋白質(zhì)、氨基酸、礦物質(zhì)元素等。通過制定合理的飼喂制度，對(duì)飼喂次數(shù)及供給的具有特定養(yǎng)分濃度的日糧數(shù)量進(jìn)行控制，確保飼喂日糧提供的養(yǎng)分總量與理論養(yǎng)分需要量一致，最終實(shí)現(xiàn)豬只個(gè)體或群體的精準(zhǔn)飼喂。

2.2.3 養(yǎng)豬機(jī)器人技術(shù)

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，養(yǎng)豬機(jī)器人技術(shù)與產(chǎn)品不斷取得突破，逐漸進(jìn)入養(yǎng)豬行業(yè)取代傳統(tǒng)的需要人或設(shè)備完成的工序或生產(chǎn)過程。近年來，非洲豬瘟的暴發(fā)嚴(yán)重影響?zhàn)B豬業(yè)的發(fā)展，減少人和豬只的接觸，利用機(jī)器人設(shè)備替代人在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的工作成為促進(jìn)養(yǎng)豬機(jī)器人快速發(fā)展的動(dòng)力，研究及應(yīng)用養(yǎng)豬機(jī)器人具有巨大的市場需求。

巡檢機(jī)器人裝載了多種感知器件及分析系統(tǒng)，按預(yù)定的軌道和時(shí)間節(jié)律到目標(biāo)豬舍進(jìn)行巡檢，可及時(shí)獲得豬只的環(huán)境信息、個(gè)體位置、行為信息及健康信息。通過對(duì)采集的信息進(jìn)行機(jī)器視覺與挖掘分析，智能感知豬舍環(huán)境是否舒適，獲得目標(biāo)豬舍的豬只個(gè)數(shù)，檢測豬只群體中溫度異常、發(fā)情狀態(tài)及采食量異常的豬只，實(shí)現(xiàn)真正的無應(yīng)激、非接觸式的智能感知。巡檢機(jī)器人的研制，需要運(yùn)用遠(yuǎn)紅外熱成像動(dòng)態(tài)快速采集技術(shù)，在對(duì)采集的大樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析的基礎(chǔ)上，獲得準(zhǔn)確的預(yù)測模型。消毒機(jī)器人基于防疫及解放勞動(dòng)力的需求，將機(jī)器人行走的導(dǎo)航軌道與豬舍的建筑設(shè)計(jì)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人消毒的強(qiáng)度差異、消毒液的配制及噴灑的揚(yáng)程等的綜合優(yōu)化，促進(jìn)豬場消毒機(jī)器人在豬舍的應(yīng)用。清糞機(jī)器人針對(duì)豬場的漏縫地板或地溝地板，通過人工智能的定位導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)豬場糞尿的清除，可以有效減少勞動(dòng)力的投入。

2.2.4 養(yǎng)豬精細(xì)化管理技術(shù)

豬只養(yǎng)殖過程中，實(shí)現(xiàn)繁殖豬群及商品豬群的全過程的精細(xì)化管理至關(guān)重要。通過精細(xì)化管理，針對(duì)不同類型和生產(chǎn)目的豬群的協(xié)調(diào)、周轉(zhuǎn)與耦合，達(dá)到養(yǎng)豬生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的資源投入最小化，實(shí)現(xiàn)效益產(chǎn)出最大化。針對(duì)繁殖母豬，保證其發(fā)情、配種、妊娠、分娩、哺乳、斷奶整個(gè)繁殖周期的循環(huán)推進(jìn)，促進(jìn)仔豬的均衡供給、后備豬的選育與留種，獲得群體最大的母豬生產(chǎn)性天數(shù)、平均胎數(shù)、母豬生產(chǎn)力PSY，以及繁殖豬群的最佳胎次結(jié)構(gòu)。針對(duì)商品豬，合理調(diào)配保育豬、生長豬及育肥豬的分群分欄飼養(yǎng)與轉(zhuǎn)群，獲得最佳的飼料轉(zhuǎn)化效率，縮短出欄時(shí)間，提高成活率。精細(xì)化管理就是及時(shí)準(zhǔn)確獲取豬只個(gè)體的繁殖狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括母豬發(fā)情、配種、妊娠、分娩、哺乳、斷奶等信息，以及商品豬的位置信息、飼喂數(shù)據(jù)及健康數(shù)據(jù)；結(jié)合養(yǎng)豬生產(chǎn)過程中的多參數(shù)融合計(jì)算模型，通過數(shù)據(jù)的在線化分析，查找養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問題，及時(shí)采用智能環(huán)境控制、繁殖控制、飼養(yǎng)控制、生產(chǎn)周轉(zhuǎn)控制等技術(shù)解決發(fā)現(xiàn)的問題，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)管及精細(xì)化管理，規(guī)避過程風(fēng)險(xiǎn)，保證生產(chǎn)的有序與目標(biāo)化，達(dá)到數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化效果。

3 人工智能養(yǎng)豬在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 智能環(huán)境調(diào)控

隨著散養(yǎng)戶的逐漸退出，集約化、規(guī)?；椭悄芑酿B(yǎng)殖方式成為主流。智能環(huán)境調(diào)控是保障豬只充分發(fā)揮生產(chǎn)潛力的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到豬只的福利健康、肉產(chǎn)品質(zhì)量與食品安全、養(yǎng)殖場經(jīng)濟(jì)效益等。運(yùn)用前沿科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與豬只生理生長特性的深度融合是智能環(huán)境調(diào)控的主要特點(diǎn)。

豬舍智能環(huán)境調(diào)控主要基于舍內(nèi)環(huán)境參數(shù)的采集和系統(tǒng)評(píng)估。采集的環(huán)境參數(shù)主要包括溫?zé)岘h(huán)境、有害氣體和顆粒物。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器檢測原理不斷改進(jìn)，智能化的非接觸式傳感器不斷涌現(xiàn)，既提高了自身的使用壽命，也減少了檢測引起的豬只應(yīng)激反應(yīng)。一批價(jià)格適宜、攜帶方便的多元環(huán)境參數(shù)集成檢測設(shè)備在豬場得到了應(yīng)用，例如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的便攜式檢測設(shè)備PMU（Portable Monitoring Unit），通過將多種傳感器集成于一個(gè)檢測單元，結(jié)合無線傳輸技術(shù)，能夠?qū)ωi舍內(nèi)外的溫濕度以及二氧化碳、氨氣濃度等進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測，有效提高了環(huán)境檢測效率。

人工智能在智能環(huán)境調(diào)控方面的應(yīng)用，主要是將深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于豬只行為、體征信息識(shí)別，進(jìn)而對(duì)智能環(huán)境調(diào)控提供參考依據(jù)。深度學(xué)習(xí)算法以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ)、以多層參數(shù)學(xué)習(xí)體系為結(jié)構(gòu)、以海量數(shù)據(jù)訓(xùn)練參數(shù)，應(yīng)用最為廣泛的是圖像識(shí)別、語音識(shí)別等技術(shù)。在養(yǎng)殖過程中，及時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別豬只個(gè)體和行為，減少環(huán)境引起的豬只應(yīng)激具有重要意義，深度學(xué)習(xí)方法可以顯著提高識(shí)別的精度，為及時(shí)做出智能環(huán)境調(diào)控決策提供支撐。

3.2 智能精準(zhǔn)飼喂

生豬智能精準(zhǔn)飼喂設(shè)備是智能農(nóng)機(jī)裝備的重要組成部分，代表著先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，是提高生豬養(yǎng)殖生產(chǎn)效率、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、增強(qiáng)綜合生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)。隨著農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力人口向城鎮(zhèn)的轉(zhuǎn)移，對(duì)智能農(nóng)機(jī)技術(shù)與裝備的需求更高。我國生豬養(yǎng)殖智能設(shè)備研發(fā)還處于初始階段，提高裝備可靠性和智能化程度、加快智能精準(zhǔn)飼喂技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)及減少對(duì)核心部件和高端產(chǎn)品的進(jìn)口依賴將促進(jìn)我國生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

妊娠母豬小群散養(yǎng)智能精準(zhǔn)飼喂站配置有RFID電子耳標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)及嵌入式控制系統(tǒng)，飼喂站根據(jù)每頭妊娠母豬的妊娠日齡及采食量曲線，對(duì)每天及每次的采食量與下料量進(jìn)行智能控制。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，電子飼喂站可以增加動(dòng)物福利、減少母豬肢體疾病與應(yīng)激、提高母子健康狀況、延長母豬生產(chǎn)使用壽命，同時(shí)還可以減少飼料的浪費(fèi)，節(jié)省勞動(dòng)力。國內(nèi)妊娠母豬飼喂站的研究經(jīng)過了模仿到自主創(chuàng)新的階段，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院智慧畜牧業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)歷時(shí)10余年，聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢科研院所、高校和設(shè)備制造企業(yè)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，創(chuàng)新研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的4代妊娠母豬智能精準(zhǔn)飼喂系統(tǒng)，引領(lǐng)了我國智能精準(zhǔn)飼喂理論與技術(shù)的發(fā)展。

哺乳母豬智能精準(zhǔn)飼喂的研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)哺乳母豬21 d哺乳期的采食量最大化，提高斷奶仔豬的平均重。在消化吸收國內(nèi)外同類產(chǎn)品的特點(diǎn)及自身前期研究的1～2代產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，河南南商農(nóng)牧科技有限公司在下料方式上進(jìn)行了創(chuàng)新研究，創(chuàng)制了一種下料精準(zhǔn)、無飼料殘留，性能穩(wěn)定、成本低廉且操作、維護(hù)方便的哺乳母豬智能飼喂系統(tǒng)，在國內(nèi)規(guī)模化豬場進(jìn)行了應(yīng)用，取得了較好的效果。

3.3 智能養(yǎng)殖機(jī)器人

隨著規(guī)?；B(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展，豬場每天有大量又臟又累的日常工作，亟需智能養(yǎng)殖機(jī)器人“機(jī)器換人”。諸如清洗、消毒、清糞、巡檢等工作，都可以在沒有勞動(dòng)力參與的情況下，由機(jī)器人自主完成，消毒、清糞、健康巡檢機(jī)器人等應(yīng)運(yùn)而生，投入到規(guī)?；i場的工作崗位上。

對(duì)豬舍的全面消毒是豬只養(yǎng)殖過程中最基礎(chǔ)、最有效、最廣泛的防疫措施，可以有效消滅豬場環(huán)境中的病原微生物和有害物質(zhì)，阻止疫病的傳入和蔓延，減少有害物質(zhì)排放風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)豬只養(yǎng)殖過程中的智能化防疫、消毒需求，國家農(nóng)業(yè)智能裝備工程中心組織研發(fā)了第一代專用于畜舍防疫消毒機(jī)器人。該機(jī)器人具備全方位自動(dòng)導(dǎo)航、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測、消毒液噴灑精準(zhǔn)等功能，實(shí)現(xiàn)豬舍內(nèi)智能化噴霧消毒，并支持PC機(jī)和智能手機(jī)終端的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

針對(duì)豬只養(yǎng)殖過程中清糞與健康巡檢的需求，北京佳沃天河智能科技有限公司研發(fā)了一款清糞巡檢一體機(jī)器人。機(jī)器人采用組合式自動(dòng)導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)微光、無光等惡劣環(huán)境的精準(zhǔn)導(dǎo)航；采用彎弧型緊貼刷具，解決刮糞板故障多、維護(hù)難等問題，實(shí)現(xiàn)糞污的徹底清掃；采用履帶及輔助輪驅(qū)動(dòng)模式，產(chǎn)生足夠推力，避免地面濕滑發(fā)生偏航；采用密封式驅(qū)動(dòng)總成，改進(jìn)了主軸固定結(jié)構(gòu)，通過增加密封圈有效防止污水、污泥、糞便等進(jìn)入到減速器和主軸安裝孔內(nèi)。機(jī)器人的應(yīng)用，減少養(yǎng)殖環(huán)節(jié)對(duì)勞動(dòng)力的需求，保障豬舍的生物安全。

3.4 智能精細(xì)化管理

通過將人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)養(yǎng)豬業(yè)進(jìn)行深度融合，建立生豬養(yǎng)殖全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)智能服務(wù)平臺(tái)，可有效解決我國養(yǎng)豬業(yè)存在的智能化、精細(xì)化管理水平低導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低的問題。北京農(nóng)信互聯(lián)科技集團(tuán)有限公司運(yùn)用家畜個(gè)體標(biāo)識(shí)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能裝備、養(yǎng)豬過程的數(shù)字化管理等技術(shù)研發(fā)了“豬聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)。

“豬聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)手段，將與豬只相關(guān)的主體、資源、產(chǎn)品、渠道、金融和服務(wù)有效連接成一個(gè)閉環(huán)。通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)豬場報(bào)表數(shù)據(jù)的線上記錄與整合，方便管理者隨時(shí)了解豬場生產(chǎn)情況，高效制定管理決策。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，可以對(duì)養(yǎng)殖場的毛利、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)力等數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，找出制約豬場生產(chǎn)力提升的關(guān)鍵因素，促進(jìn)養(yǎng)殖企業(yè)的發(fā)展。

4 人工智能養(yǎng)豬面臨的挑戰(zhàn)與展望

目前，我國人工智能養(yǎng)豬取得了初步進(jìn)展，如豬舍環(huán)境智能控制系統(tǒng)、種豬性能測定站、豬只精準(zhǔn)飼喂裝備及消毒、清糞、巡檢機(jī)器人等典型設(shè)備在部分規(guī)模化豬場得到了應(yīng)用，從不同層面促進(jìn)了我國人工智能養(yǎng)豬智能裝備的研究與發(fā)展，從自主創(chuàng)新進(jìn)程逐步走向成熟，也是我國人工智能養(yǎng)豬所必需經(jīng)歷的階段。但是，從整體上看，國產(chǎn)的人工智能養(yǎng)豬設(shè)備仍在趕超國際先進(jìn)制造水平，特別是在智能裝備的制造工藝與智能化設(shè)計(jì)方面還存在較大差距。對(duì)于規(guī)?；i場，要實(shí)現(xiàn)豬只的精準(zhǔn)飼喂需要配備料線系統(tǒng)，保證飼料從料塔到飼喂設(shè)備緩沖斗的穩(wěn)定送料。目前，國產(chǎn)的智能飼喂設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)了在規(guī)?；i場的商品化應(yīng)用，智能設(shè)備與料線的結(jié)合需要在新建豬舍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上提前規(guī)劃，從而保證智能飼喂系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國養(yǎng)豬業(yè)向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；c智能化的方向高速發(fā)展，迫切需要引入人工智能技術(shù)，需要現(xiàn)代智能裝備及養(yǎng)殖機(jī)器人的支撐，需要設(shè)備與信息技術(shù)的高度融合。突破不同生長、生理階段豬只體型、體征與健康狀態(tài)等養(yǎng)殖過程信息數(shù)字化表征和獲取技術(shù)的復(fù)雜性，建立豬只養(yǎng)殖數(shù)字化表征方法和獲取技術(shù)；突破豬只養(yǎng)分需求的動(dòng)態(tài)性及差異性，創(chuàng)制豬只精準(zhǔn)飼喂與加藥設(shè)備；突破豬舍地面與環(huán)境的不規(guī)則性挑戰(zhàn)，創(chuàng)制清洗、消毒、巡檢等智能作業(yè)裝備開發(fā)；突破環(huán)境多元?jiǎng)討B(tài)控制的瓶頸，創(chuàng)制豬只設(shè)施智能環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)與養(yǎng)殖過程大數(shù)據(jù)管控分析平臺(tái)。通過將信息感知技術(shù)、環(huán)境控制技術(shù)、精準(zhǔn)飼喂理論與智能裝備技術(shù)、養(yǎng)殖機(jī)器人技術(shù)、養(yǎng)殖精細(xì)化管理技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)具有人工智能系統(tǒng)控制的從種豬到商品豬的智能化養(yǎng)殖智能設(shè)備及養(yǎng)殖生產(chǎn)過程機(jī)器人。此外，智能養(yǎng)殖設(shè)備及養(yǎng)殖機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，必須與我國現(xiàn)有的生豬養(yǎng)殖模式、豬舍結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，充分發(fā)揮設(shè)備的作用；必須與豬的生理、生長及豬舍生態(tài)結(jié)合起來，滿足豬只的福利養(yǎng)殖需求，形成智能設(shè)備與豬只的互作；必須與養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)的理論、目標(biāo)產(chǎn)品的功能驅(qū)動(dòng)及養(yǎng)殖方式的創(chuàng)新協(xié)調(diào)一致，有力助推我國養(yǎng)豬業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)與振興。