当AI开始进村养猪猪脸识别是猪场精细化管理最关键的一步

放大字体  缩小字体 2019-09-18 18:39:31  阅读:6697 作者:责任编辑。陈微竹0371

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“母猪杜洛克C7259号,没有怀孕,请在12小时内再次组织配种!”现在,国内一些猪场作业人员现已能在自己的电脑上看到这样的提示。

与此同时,长白山精气神饲养基地里,一只母猪在猪栏中的六个食槽逐个凑曩昔,但都没有经过面部辨认。饲喂机文风不动,便是不给投料,它只能落寞地走到墙角趴下。

工程师在App上查了一下状况,本来智能饲喂机辨认出这头猪的当日进食量现已到达配额,不能再吃了。

工程师在App上检查猪舍的状况 | 拍摄:樟脑玩

这幅魔幻的现象正在从前蚊蝇漫天、臭气逼人的养猪场每天演出。不知不觉中,一场人工智能参加的技能革命正在我国村庄养猪场缓缓拉开帷幕。

“我跟你讲,猪场处处都是坑”

2017年,京东数科工程师李佳隆榜首次来到山东滨州实地调查养猪场时,虽然现已做好了心理预备,但他仍是被猪场扑面而来的氨氮气体熏得流出了眼泪。

其时,同行的搭档们乃至还买了口罩、防毒面具、鞋套,“你能想到的悉数都带了”。但是几天往后,咱们都默默地把这些行头留在了宿舍里。防毒面具下岗是由于猪臭味浸透力太强防不胜防,鞋套则会内行走时被猪粪吸住,稍不留神就会中招,“戴了还不如不戴”。

传统猪场的滋味超乎一般人的幻想 | 图虫构思

养猪场内夏日多生蚊蝇,冬季为了不让猪着凉则需求关紧门窗,臭气无法及时排出,室内空气乃至比夏天还要差。每间猪舍都是关闭的大屋,均匀一个猪舍里有三百到四百头猪,而另一边种猪舍宽度只需半米的限位栏里,是无法回身的母猪。

而这现已是当地颇具规划的饲养场的条件。

别说是初来乍到的工程师,就算是现已在猪场作业多年的饲养户,在进入猪场的一会儿也仍是会脑袋里“嗡”的一下。在山东养猪的散户葛洪完全能了解李佳隆们的感触:“猪场里空气欠好,年轻人不一定受得了。”

工程师们尚有喘息的时机,饲养户却被大猪小猪牢牢拴住,不得不一天到晚“泡”在猪场里。

到了猪场才发现,咱们真的是一个象牙塔里的团队,”李佳隆说道,“都2017年了,农户还在肩扛饲料、手艺拌料、手动称重,悉数的环节都要人来做。”

我国是国际生猪饲养和猪肉消费榜首大国,生猪饲养产值占国内畜牧业总产值的四分之三。关于我国的饲养户来说,养猪一向以来都是一个极耗心力的劳动密集型职业。在大型饲养场里,均匀每100头猪就要至少装备一个作业人员,关于没有构成规划饲养的散户来说,养猪更是全家上阵的苦差事。

大到猪的出产出栏,小到猪的吃喝拉撒,猪的每一个生长环节都不能脱离人的监控。因而,饲养场里少不了人日夜巡舍,饲养户也往往住在离猪圈不远的当地,与猪同呼吸共进退。

举个比方,母猪出产时假如无人关照,就很有或许在翻身时压死小猪仔,为了确保出产安全,饲养户常常要亲安闲猪圈旁守候到深夜。

此外,猪场需求很多的人力来记载猪的日常数据。比方给猪称体重时,就要把猪一头一头赶到秤上,再等猪中止挣扎后才干称重,均匀称一头要花3分钟时刻。

关于动辄上千头猪的饲养场来说,这是一笔很大的人工本钱。

长白山精气神饲养基地的小黑猪正在歇息 | 京东数科

人少猪大都据量大,传统的饲养形式往往不免粗豪。

饲养场里,10头到15头猪一同投料,每头猪只能凭力气抢着吃。效果同一栏猪在出栏时往往体重差异巨大,力气小的猪只需70公斤,战斗力强的猪则能够长到130公斤,饲养功率低下。

当有猪患病时,“眉毛胡子一把抓”的缺点就更显着了。“昨日看到有猪打喷嚏,拿来药找不到究竟是哪一头了,只好把抗生素拌进料里,一栏猪都喂了。”葛洪说。

但在工程师眼里,这些困扰饲养户多年的苦活累活,正是人工智能(AI)的用武之地:人不或许24小时监控猪场,捕捉剖析猪宣布的每一个信号,但机器人能够。

眼前这只猪,究竟是不是昨日那只?

李佳隆一行人来到猪场的初衷,其实是为了处理一个金融部门搭档提出的托付。

为了抵挡瘟疫等灾祸,有不少农户会给自家的猪投保,但问题在于,在理赔进程中,查勘员难以承认不得善终的猪是不是投保的那只猪。乃至有些人用同一头猪的左脸右脸假装两端死猪来骗保,也无法识破。所以,京东数科决议开发“猪脸辨认”体系,以承认猪只的身份。

“其实,理论上来讲猪脸辨认比人脸辨认更好做。猪的脸比人立体,特征点更多。人脸的特征点能到达一百八,猪脸的话能到达二百三四。”李佳隆说,“但问题在于,猪没有主观能动性,不会乖乖把脸凑过来让你刷。”

在猪场,理论和实际总是有巨大的间隔,几乎没有任何一个惯例办法能行得通。

一开端,李佳隆和搭档们计划套用人脸辨认的建模办法,用单反相机为猪收集各个视点的高清相片,但是工程师们“真的很难摁住猪,让它乖乖被拍”。并且猪的生长速度很快,假如隔几天不收集,面部特征就会发生差异。

惯例办法录入功率太低,咱们只好研讨“十分之法”。

具体调查了好久之后,李佳隆们总算抓住了一个捕捉猪正脸的时机——在开饭时,猪从歇息区走到采食区的几米间隔,头是一向冲着食槽的。在这短短的几秒钟内,装在食槽上的3D摄像头能够从正面明晰地录入猪脸。

京东数科的摄像头现已认出了猪脸 | 京东数科

很快,工程师们发现,自己在研讨稳妥理赔问题的处理办法时,居然也一举处理了困扰饲养户多年的问题:承认每头猪的身份

承认猪只身份,也是猪场精细化办理最要害的一步。把给料数据和体重数据对准到每一头猪,能协助农户针对不同的猪进行差异化饲养,大大削减饲料的糟蹋,进步料肉比。

使用了猪脸辨认体系后,合作食槽上的分量传感器,体系就能精确标识断定哪头猪吃掉了多少克饲料。关于饭量还没合格的猪,智能食槽会恰当加餐,假如喂食量现已到合格准,食槽就会中止给食——就如本文最初那只母猪遭受的状况。

据李佳隆泄漏,现在京东数科猪脸辨认合作声纹辨认,认猪的精确率现已到达了100%。

谈到猪只辨认的难度,阿里云工程师念钧也深有体会。

念钧榜首次来到间隔成都400多公里四川宜宾市麻衣村养猪场时,农户们觉得他们无所不能,给予了他们最大的等待和支撑,但是面对5000头嗷嗷待哺的种猪,工程师们自己都没底气。。

麻衣村里的宣扬标语 | 阿里云

“猪脸很脏,上面满是尘埃和草料,很难做到逐个辨认。要网络没有网络,要设备没有设备,悉数都要从零开端架起,”念钧说,“一些理想化的处理办法只能停步于实验室。”

为了处理猪只辨认问题,阿里云量体裁衣,挑选了不同的思路:关于一猪一栏限位饲养的猪只,选用猪栏对应的办法,树立仅有ID进行办理,关于群养形式下的猪,则进行刺青编码,再经过摄像机把对应信息导入体系,在后台统一办理。

只需查阅数字ID,就能取得这头猪的种类、天龄、体重、进食状况、运动频次、轨迹等信息,而饲养员再也不必再花费很多的时刻在猪场里巡查,手动更新纸质档案了。

AI 比人更懂猪

除了料肉比,另一个评价饲养功率的要害数据是PSY,即每头母猪每年供给的断奶仔猪头数。养猪发达国家的规划猪场均匀PSY能超越25,丹麦的PSY乃至高达30,而在我国,PSY的均匀数只需16。

“PSY提不上来的原因之一,便是让猪怀孕实在太费力了,空怀期太长。”葛洪说。

想要让母猪怀孕,就要先判别母猪是否现已发情做好配种预备,在传统饲养业里,这是一件既要靠眼力也要靠命运的大工程。

进猪场的榜首周,李佳隆就有幸参加了母猪发情断定小分队。

其时,李佳隆和几个猪场的小伙子七手八脚地赶着一头大公猪走进种猪舍,渐渐经过两边限位栏里“夹道欢迎”的母猪们。“500斤的大公猪,獠牙那么老长,看了直惧怕。”回想起这个进程,李佳隆仍是心有余悸。一边赶着公猪渐渐走,李佳隆一边挨个调查着母猪的反响:“假如母猪目光很迷离,耳朵竖起,站着不动,那大概率是发情了。”

一般来说,从承认母猪的发情期,到判别配种之后是否怀孕、是否要重复配种,需求消耗1个多月。而假如母猪错失受孕窗口期没怀上,就会耽搁产仔,成为“无效饲养”。

“无效饲养”无法完全避免,但经过悬挂在房顶的巡检机器人一天24小时对母猪图画的收集和剖析,阿里云AI现已能够捕捉母猪的每一个细微动作,自动检测发情信号

沿着轨迹运转的巡检机器人 | 阿里云

“假如在特定的时刻母猪宣布了特定的信号,AI就会判别母猪现已发情,”念钧解释道,“比方说母猪断完奶3~7天后,摄像头监测到母猪耳朵竖立,身体绷直,进食量骤降,就会断定母猪现已发情能够配种。”

而当巡查摄像头观测到母猪简单进入深度睡觉、站着不乱跑、食量稳定增长,即可判别母猪现已怀孕。

现在阿里云的这套“怀孕确诊算法”现已在四川特驱集团、德康集团旗下的饲养场得到使用。在上一年的理论验证阶段,AI 现已能够让母猪每年多产3头小猪仔,且猪仔死淘率下降3%左右。

另一边,在河北唐山的猪场,担任开发养猪算法的李佳隆也在研讨怎样使用AI进步母猪产值。

想要入这个门,就有必要要会养猪,和饲养员谈天,和他们做相同的事。”李佳隆说。为了研讨猪的行为形式,有一段时刻,李佳隆的枕边书都变成了《母猪的产后护理》、《母猪饲养宝典》和《PSY进步宝典》。这些书中的理论或许有依靠经历主义之嫌,却是农户总结出的精华。

比方,母猪什么样的体型最适合发力、什么样的臀部形状最适合出产、猪仔后膘的厚度和出栏时的分量之间有什么关系等等。

“书中说道,母猪排卵期体温会略有上升,所以咱们用集成了温湿度感应器的摄像头直接看母猪体温,发现在排卵期,它们的体温会上升0.8到1度。”李佳隆说。

农户的经历与大数据得出的模型互证,AI正在一步一步破译猪的行为逻辑

念钧则更进一步,以为最好的AI有必要约请农户一同来开发

在四川宜宾麻衣村的饲养场内,每一头猪面前都有一张布满格子的小卡片,这些小格子分门别类地记载了母猪的断奶、背膘、发情、疫病等多种状况,只需农户发现异常,就能够随时涂卡奉告巡检机器人。

阿里云开发的卡片 | 阿里云

“巡检机器人会辨认农民判别的信息,用输入的信息优化模型。这样,咱们的模型就会在不知不觉间遭到专家常识练习,越来越精确。”念钧说。

有时分,猪也会直接表达自己的“不适”。

现在,科大讯飞洛阳语音云立异研讨院正在开发一套瘟疫预警体系。经过声纹辨认技能,这套体系能在喧闹的猪舍环境中精确提取猪的咳嗽声和应激声,并给办理员宣布警报。

往后谁来养猪?

人工智能的实践在大型饲养场中展开得如火如荼,但是,国内生猪饲养业的现状却并不达观。

依据养猪科技刊物《北方牧业》2016年统计数据,假如将集约化饲养的数量界说为200头猪以上,现在国内规划化饲养与散户饲养内职业界占比约为1∶9。

但是,相较于外出务工,养猪投入大,危险高回报率低,许多乡村散养户开端退出养猪职业,从前重度依靠散户出产的养猪业正在遭受无人愿养的危机。

“一向在赔钱,养不起了。”葛洪告诉我,上一年冬季,自己仅仅脱离猪场回家打打牌,可母猪偏偏就在这会儿时刻里悄然无声地生仔了。“整整12只小猪仔,由于没有及时处理,全被冻死了。”一家人辛辛苦苦忙乎小半年的效果,就这么没了。

在听说有了人工智能监控体系,再也不必在猪圈边等着接生了之后,葛洪告诉我,相似的简易监控摄像头村里的另一位饲养户郭爱红家也有。“上一年春节时分,她边打麻将边在手机App上看猪圈,人人都仰慕。”

但没比及他也跟风装上摄像头,一场非瘟就让葛洪家的几十头猪悉数死掉了。

葛洪家空荡荡的猪圈 | 作者供图

在听到看看猪圈的恳求之后,葛洪自动提出帮我联络郭爱红,“她家或许还有猪”。打完电话后,葛洪抱愧地告诉我,“郭爱红家现已改养鸡了,摄像头也现已拆了卖了”。

留下空荡荡的猪圈的不止是葛洪和郭爱红。

国家统计局发布数据显现,2018年,我国生猪存栏量为42817万头,比上年下降3.0%,2019年上半年猪肉产值同比下降5.5%。但是与此同时,国家统计局7月10日发布的数据显现,2019年上半年猪肉价格同比上涨21.1%。

这种“高猪价、低存栏”的现象意味着,不少散户现已不再看着猪价高而扩展出产规划。

跟着畜禽饲养环保规范进步,养猪职业本钱门槛也水涨船高,养猪现已不再是散户的最佳挑选。近五年,政府在环境保护方面重拳出击,相继出台新《环保法》 、《水污染防治行动计划》。

据统计,要到达国家排放规范,猪场废水处理本钱约3元每立方米,固体废物处理本钱约25元每吨,归纳算下来,每头猪要到达饲养排放规范,每年在环保方面的投入需求50到100元,而现在许多散户养一头猪的赢利约为300元。

因而,要想靠养猪挣钱,就要走集约化、规范化的路,以规划换赢利

在这种大趋势下,即便AI养猪开展得再繁荣,关于葛洪和郭爱红这样的零散散户来说,也仅仅另一笔无法收回的本钱算了。

小户、散户抵挡不了危险连续离场,但是在吉林长白山和四川宜宾猪场里日夜不停、用集成摄像头“眼睛”调查着栏内生猪的巡检机器人,又好像在发誓着,一个新的年代行将到来。

作者:邢逸帆

修改:odette

道谢:樟脑玩

参考资料

1. “史上最强猪周期”恐闭幕,我国或将面对“谁来养猪”问题. 北方牧业,2016 年 11 月

2. 印遇龙. 生猪智能饲养探究与展望. 健康饲养,2019年第8期

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