人工智能養豬的優勢、劣勢及發展趨勢探析

王懷禹

（南充職業技術學院，四川 南充 637000）

人工智能是人類繼蒸汽機技術、電力技術、計算機及信息技術革命后的又一次科技革命，是第四次科技革命的核心[1]，極大地推動了科技的發展和進步。在養豬業，人工智能技術得到廣泛的應用，促進了養豬業從數量型向質量型、從粗放型向規模化、集約化和工廠化轉變。我國人工智能養豬起步較晚，但發展速度較快，開發的豬場大數據服務平臺為數字化、移動互聯網、物聯網、大數據、云計算等新模式、新理念、新技術在養豬業的普及和推廣做出了重要貢獻；豬場智能飼喂及溫濕度監控等系統，實現了養豬生產的自動化控制，極大地提高了養豬生產效益。目前，很多巨頭公司如阿里云、京東等紛紛涉足養豬業，即將開啟人工智能養豬新時代。

1 人工智能養豬的優勢

1.1 實現整個生產過程的高度自動化控制

通過將先進的信息技術、通訊技術和物聯網技術引入到生豬養殖中來，對豬場可以實現整個生產過程的高度自動化控制。以母豬智能化飼喂系統為例，首先，是實現自動供料。系統通過儲料塔，實現從自動下料、自動識別到自動控制供料量的全自動控制。其次，是實現自動管理。通過設定中心計算機控制系統，可以完成豬舍內溫濕度、采光、通風、卷簾開閉及母豬發情鑒定等生產要素的全自動管理。再次，是實現數據自動傳輸。豬生產過程中的所有數據都可以實時傳輸并顯示在管理人員或技術人員的個人手機終端上。最后，是實現自動報警。豬場內配備由電腦控制的自動報警系統，出現任何問題電腦都會自動報警。再如溫濕度監控系統能夠實現對豬舍環境的監測與控制，保持生豬良好的生長發育環境。阿里云“ET農業大腦”依靠其智能技術和全天候的感知系統，能夠完整記錄一頭生豬一生的運動軌跡，給其建立檔案，內容包括豬的品種、體重、日齡、采食狀況、運動軌跡及頻次，以及免疫狀況等“豬數據”，并用于分析行為特征、料重比等。同時其借助音頻特征和紅外線測溫技術，可通過“豬數據”中的體溫、咳嗽、叫聲等判斷豬只是否患病，以及預警疫情等。還可提取種母豬在發情期的一些聲音、發情前后的采食量、身體狀態等變化，實現對種母豬的智能化管理。

1.2 生產效率得到大幅度提高

人工智能技術可以使規?；B豬場生產效率得到大幅度提升，有效解決人工大規模養殖的深度拓展和降本增效問題，還能夠形成更智能、更精細的養殖模式。一是可減少豬場飼養管理人員，降低人工成本，并且管理人員的工作效率得到大大提高，2個人就可以管理一個存欄500頭母豬的種母豬場。二是減輕了豬場管理人員的工作負荷。如使用了母豬智能飼喂系統的豬舍，場內飼養管理人員進行配種、轉群、觀察及處理等操作時間將不超過1 h。三是能夠提高豬場的PSY和MSY，即年每頭母豬能提供的斷奶仔豬數和出欄肥豬數。采用智能化養豬技術，能夠破解配種難題。傳統的配種計劃大都是靠人工經驗來定制的，而利用人工智能科技夠挖掘掌握任意一頭種母豬在歷史上的配種效果、成功率、受孕率、產崽的質量、畸形死胎率等數據，可動態匹配最適合的公豬與其配種，以便提高母豬的繁殖效率。如運用HHIS母豬智能化精確飼喂系統母豬PSY可接近27頭，平均年產胎次達到2.40胎，平均窩產活仔數達到12.32頭，平均返情率只有7.40%，母豬利用年限平均提高1.5年。梁龍華等[2]試驗了靜態母豬飼養管理系統（Velos）與傳統限位欄飼養對妊娠母豬生長性能和繁殖性能的影響，結果表明：靜態 Velos 系統與傳統限位欄飼養在母豬妊娠期的平均日采食量及膘增厚均無顯著性影響（P＞0.05）；靜態 Velos系統和傳統限位欄飼養對妊娠母豬的繁殖性能有顯著影響（P＜0.05），靜態 Velos 系統組妊娠母豬產程減少0.59 h（P＜0.05），產活仔數每窩增加0.614頭（P＜0.05），出生窩質量和初生質量分別提高1.157 kg（P＜0.05）和 0.027 kg（P＜0.05）。靜態 Velos 系統對妊娠母豬生長性能的影響與傳統限位欄飼養效果相似，主要受人為因素所控制；靜態 Velos 系統能有效改善妊娠母豬繁殖性能，實際使用效果優于傳統限位欄飼養。阿里的ET農業大腦預計可以實現母豬年多產仔3頭，且死淘率降低3%左右。阿里云和特驅集團希望用人工智能技術將母豬PSY提升到國際頂尖的32頭。假定一個存欄500頭基礎母豬數的商品豬場，使用母豬智能飼喂系統以后，只需飼養300頭母豬就能實現年產近萬頭商品豬的生產目標，而母豬存欄數可減少40%左右。四是降低了豬只死亡率。智能化養豬可以減少飼料在運輸和飼喂過程中產生的各種污染，減少飼養人員進入豬舍的次數，減少飼養人員與豬只的直接接觸，從而降低了母豬群暴發疾病的風險。五是養殖整體經濟效益好。通過對豬場實施高度的自動化管理，實現了對群養母豬的個體差異化管理，避免了一些人為因素對養豬生產造成的影響，養殖整體經濟效率得到大幅度提升。如使用HHIS母豬智能化精確飼喂系統的豬場，在歐洲豬場內平均每頭商品豬可以實現50～120歐元的盈利。據不完全統計，如果整個中國養殖業應用京東智能養殖解決方案，每年至少可以降低行業成本500億元。

1.3 人工智能飼養過程充分考慮了動物福利的要求

目前，國內絕大多數豬場，妊娠母豬實行限位欄飼喂。這種飼喂方式的壞處是容易使母豬肢體麻木，最后發生行為障礙，分娩時沒有力氣，容易發生難產；同時使母豬抵抗力下降，容易生病，抗生素使用量居高不下。事實上，養豬科技最發達的歐盟，已在多年前立法禁止了在妊娠舍用限位欄飼喂母豬。人工智能飼喂系統遵循了動物生命活動規律，提高了動物福利，具體體現在以下幾個方面：一是場舍全面放棄使用定位欄，采用大群養殖模式，讓每頭母豬的活動面積有所擴大，讓母豬能夠隨意運動，一套智能化群養系統能夠擔負50～70頭母豬的飼養任務，每頭母豬的生活面積擴大到2.2 m2左右，實際活動區域達到100 m2以上，母豬活動范圍的增加使其肢蹄病減少，利用年限增加，同時還可以減少死胎率，提高產仔數；二是群內母豬實行隨意組合、自由分群，能夠在大群飼養模式下精確定制個性化供料時間，從而實現對母豬個體的精確控制；三是在母豬智能飼喂管理系統中，能夠自動實現特殊豬只的識別及隔離，通過對母豬個體特定行為學特征的自動監控，輔之以特殊的個體識別系統，可以實現對發情母豬、返情母豬、流產母豬等特殊個體的自動隔離，可大大減少人工觀察的工作量及主觀原因產生的誤差；四是能為豬只營造了溫馨的生活環境。母豬智能飼喂系統大大降低了豬只的應激反應，在此基礎上，豬舍內通過播放輕音樂等方式來為豬只營造一個溫馨的生活環境，從而確保生產效率能夠得到提高。

1.4 實現生產數據的高度智能化

使用豬場大數據管理服務平臺、智能化飼喂系統的豬場，能夠自動完成對豬只體重、采食情況等生產所需數據的監控，并在顯示終端反饋給管理者，從而為豬場管理人員提供精確的管理數據。這些智能化的管理系統還可以通過中心控制電腦完成對豬群每一個階段生產數據的輔助分析，并制作出各種生產統計分析報表，為管理者決策提供依據。智能溫濕度監控系統的云端數據庫能夠將歷史數據存儲于此，也就是說，用戶能夠通過云端服務器查看數據和對比同一時期數據，便于養殖管理。養豬協會或聯盟建立豬生產大數據，協調管理與市場相關的各種供銷信息。豬聯網里豬場的數據，通過數據清洗和加工，就能得到一個全國豬場存欄結構的樣本，以此為基礎進行出欄的預測，可以有效地指導未來幾個月應該如何調整生產，像地圖導航軟件實時告訴路況信息一樣，讓每一個豬場都可以提前做出生產方面的判斷。

1.5 有利于提高豬肉質量并實現安全可追溯

人工智能養殖可以大大提高豬肉的質量，如阿里云的ET農業大腦可以準確地知道每1頭生豬的運動量，千米數可以成為判斷豬肉品質的新標準，把1頭運動了200 km的豬作為好豬的標準，而不再是1頭體重100 kg的豬。通過人工智能養殖，豬肉品質的不斷提升也給消費者帶來了切實的利益。通過豬生產質量可追溯信息系統可記錄豬肉食品各個環節的食品質量安全，保證廣大人民吃上放心肉。目前，市場上已有這樣的系統，如藍科溯源、寶訊溯源、探感物聯等。

2 人工智能養豬的劣勢

2.1 人工智能養豬落地存在技術難題

雖然阿里云、京東等巨頭開始轉身智能化養豬，但其大多數技術卻沒有正式落地，還處于“概念”層面或研究層面，并沒有得到大面積推廣。如豬臉識別不準確，后面的所有操作及其數據都不具備任何意義。在豬臉識別技術應用過程中體現出來的不足是：豬生長周期短，外貌變化快，識別難度高，而且豬總是要動，很少能正對鏡頭，導致數據采集難度高，對于大型豬場現階段基本上是不可能完成的事情。所以如何實現豬與豬之間的精準識別就是一個非常大的問題。再者要實現精準識別，就得不斷進行試驗，優化算法，數百頭、數千頭豬的數據可能只是開始，甚至可能需要數萬頭、數十萬頭、數百萬頭豬的數據，僅僅在一個豬場做試驗，或者一家企業進行試驗是完成不了的。再比如，利用音頻識別技術來辨認產房中被壓小豬的尖叫聲，從而防止母豬壓死小豬；但實際情況是，小豬被壓超過1 min就可能窒息死亡，因此，從識別信號到人工干預，必須在不超過3 min的時間內完成，遺憾的是現在市場上還沒有成熟的自動化干預設備，因此，現階段很難通過人工智能來拯救小豬。

2.2 人工智能養豬實際應用效果不佳

一是適應人工智能養豬需要的人才匱乏。從2008年開始，國內一些規模豬場相繼采用妊娠母豬大群電子飼喂站，由于設備復雜，需要員工素質較高等原因，在國內目前豬場員工素質條件下往往不能取得良好生產效益，甚至出現管理混亂，豬場生產成績反而下降等情況。還有這些智能化養豬設施設備對廠家售后服務要求高，對豬場員工素質要求高，要懂電腦，會軟件，所以在中國目前豬場人力資源條件下基本上無法采用。二是智能農業設備發展滯后。我國養殖設備智能化進程遠遠落后于工業智能化進程，設備穩定性和精準度較差，故障率較高，投放市場前缺乏嚴格的質量檢測鑒定，后續服務也不到位[3]。三是人工智能養豬成本高。目前，無論是智能化大數據平臺還是智能化設施設備，對于中小型豬場來講價格仍然偏高，進口設備的價格更高，導致推行困難；還有這些智能化設施設備需要得到及時維護，維護不及時導致其應用效果大打折扣，所以運行成本也比較高。四是人工智能養豬存在風險。在智能化養豬過程中，一個數據或一個程序的錯誤就可能導致嚴重的經濟損失，而且出現問題后，責任很難界定，處理的成本也比較高。

2.3 人工智能養豬共享資源不足

人工智能養豬在國內起步較晚，尚需要發展時間，資源也不充足，豬場之間共享的平臺或大數據缺乏。因此，特別需要打通養豬產業鏈的各個環節，進行更多的跨行業、跨環節的合作。令人欣喜地是京東云、農信互聯、天兆豬業等企業去年成立了一個智慧養豬聯盟，在智能養豬上協同并進，共同發展。阿里也與華西希望特驅集團、四川德康農牧科技有限公司達成合作，并簽署AI農業戰略合作協議，三方將對阿里云ET農業大腦進行針對性訓練與研發。通過各方聯合，進行信息共享，共同完成智能豬場的開發與訓練，共同推動著國內養豬業朝著智能化的方向發展。

3 人工智能養豬的發展趨勢

雖然目前推行實施人工智能養豬存在困難和挑戰，存在一些劣勢，但其發展趨勢已是相當明朗，主要源于以下分析：一是基于對豬肉需求和養殖規模的分析。我國豬肉消費量占全球一半左右，豬肉產量及消費量都超過肉類的60%，在中國人的飲食習慣中，豬肉占據著無可撼動的地位。我國放開二胎生育以后，人口總的趨勢是保持增長，因此未來對豬肉的需求將有增無減，這種剛性需求將拉動我國豬肉生產增長，而要保持這種增長的趨勢，單靠傳統的散養模式或低水平的規?；B殖是無法滿足的，高水平的規?；B殖將是發展主流，而要提高規?；B殖效益，人工智能必然會介入。二是基于人工智能技術的快速發展。計算機技術、信息技術、物聯網技術的快速發展將逐漸滲透到各個行業，人工智能與農業的融合已是必然趨勢，所以隨著人工智能技術的成熟應用，人工智能技術與養豬業也必然會加速融合發展。三是國家宏觀政策的推動。早在2017年“中央一號文件”就提到要加強智慧農業科技研發，2018年、2019年“中央一號文件”也都提到要實施智慧農業林業水利工程，可見，全面實現人工智能養豬并不是奢望。有理由相信在不久的將來，以高運轉、高產能和低成本為主要特征的智能化養殖模式將會不期而至，人工智能化養豬必將有其廣闊的發展空間。