人工智能如何幫助養(yǎng)牛

畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在滿足人們的營養(yǎng)需求、增加農(nóng)民收入和促進(jìn)農(nóng)村發(fā)展等方面具有著重要作用。隨著全球畜牧業(yè)的大力發(fā)展，奶牛業(yè)已經(jīng)成為支持現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。隨著畜牧養(yǎng)殖市場的不斷擴(kuò)張，傳統(tǒng)的畜牧方式難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效地對(duì)牛群及養(yǎng)殖場進(jìn)行監(jiān)管。人工智能作為新興技術(shù)，探索其在奶牛智能養(yǎng)殖領(lǐng)域中的輔助指導(dǎo)作用具有重要的實(shí)踐意義。利用人工智能的大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，發(fā)展其在奶牛養(yǎng)殖業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用從而高效實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛及養(yǎng)殖場的智慧監(jiān)管，提高牛場管理效率和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

一、動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域市場規(guī)模

全球針對(duì)動(dòng)物（包括牲畜）可穿戴技術(shù)的產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。根據(jù)bccResearch調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，到2025年預(yù)計(jì)可達(dá)到26億美元（176億人民幣）。其中，至2022年，全球奶牛畜牧業(yè)市場將從2017年的313億美元增長到342億美元，平均復(fù)合年增長率（CAGR）為1.8％。在此趨勢(shì)下，人工智能在牧場的管理系統(tǒng)、牲畜的培養(yǎng)、監(jiān)控、放牧等任務(wù)中所出現(xiàn)的頻率正不斷增加。

二、動(dòng)物養(yǎng)殖領(lǐng)域中的智能技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)：其中的基礎(chǔ)技術(shù)包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)據(jù)庫等。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中主要用于遠(yuǎn)程生命體征監(jiān)測及智能放牧監(jiān)管方面。

計(jì)算機(jī)視覺：是指機(jī)器人代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測量，并進(jìn)一步進(jìn)行圖像處理的技術(shù)。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中主要負(fù)責(zé)機(jī)器人掃描等終端設(shè)備。

機(jī)器學(xué)習(xí)：是指讓多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行訓(xùn)練與學(xué)習(xí)的辦法。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中主要用于對(duì)牛只體征及活動(dòng)情況的數(shù)據(jù)采集工作。

數(shù)據(jù)科學(xué)：通過結(jié)合諸多領(lǐng)域例如統(tǒng)計(jì)、模式識(shí)別、數(shù)據(jù)可視化中的理論和技術(shù)，從數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的部分來生產(chǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中被廣泛應(yīng)用于位置追蹤管理。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：是互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能行使獨(dú)立功能的普通物體實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中通過即時(shí)定位與地圖構(gòu)建即可實(shí)現(xiàn)對(duì)放牧的遠(yuǎn)程調(diào)度工作。

AI芯片技術(shù)：用于加速AI應(yīng)用中大量計(jì)算任務(wù)的模塊。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中通用于牛只的可穿戴裝備。

機(jī)器人技術(shù)：研究機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)作和應(yīng)用，以及控制他們的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感反饋和信息處理。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中的機(jī)器人終端設(shè)備可協(xié)助人工完成既定工作。

三、奶牛養(yǎng)殖領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)用任務(wù)方向

四、智能奶牛養(yǎng)殖案例簡述

Cowlar智能項(xiàng)圈監(jiān)視器： 通過測量并實(shí)時(shí)收集牛只的體溫、活動(dòng)度、反芻情況、身體運(yùn)動(dòng)方式、步數(shù)、步態(tài)、姿勢(shì)、飲食情況等個(gè)體信息，采用機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)視覺等人工智能技術(shù)結(jié)合傳感器裝置分析出奶牛是否出現(xiàn)生病等反常情況，并將相應(yīng)信息自動(dòng)推送給農(nóng)戶，以得到及時(shí)的處理。

eShepherd項(xiàng)圈： 通過牛的智能項(xiàng)圈實(shí)現(xiàn)來無人放牧和無圍欄的智能放牧，通過GPS定位等技術(shù)實(shí)時(shí)獲取牛的位置使其保持在既定放牧范圍內(nèi)活動(dòng)。農(nóng)場主只需要通過手機(jī)App等智能終端，在上面標(biāo)出一個(gè)圍欄，那么系統(tǒng)就有了一個(gè)牧牛的范圍。當(dāng)牛在范圍內(nèi)活動(dòng)時(shí)，項(xiàng)圈不給牛任何信號(hào)，但是當(dāng)牛離開既定放牧范圍時(shí)，項(xiàng)圈會(huì)發(fā)出聲音提示直至牛改變方向。

牛臉采集SDK和牛臉識(shí)別API： 主要根據(jù)奶牛面部五官和花紋特征，通過機(jī)器視覺技術(shù)智能抓取奶牛正臉圖像，識(shí)別耳標(biāo)號(hào)，進(jìn)行個(gè)體的識(shí)別。牛臉比對(duì)API可以智能比對(duì)奶牛臉部，支持1：1和1：N比對(duì)，準(zhǔn)確識(shí)別標(biāo)的奶牛，降低信息采集工作量，提升采集效率。

Lely Juno： 牛只在柵欄里會(huì)因脖子不夠長而吃不到飼料，因此早期都是由人工用掃把將飼料推近牛只。Lely通過機(jī)器人技術(shù)提前設(shè)定好時(shí)間和路線，時(shí)間一到推草機(jī)器人就會(huì)自動(dòng)按照既定路線將飼料推近牛只，不用再耗費(fèi)其他人力，而機(jī)器人碰到障礙物會(huì)自動(dòng)停下，并重新校正調(diào)整方位，從而有效節(jié)省人力。

五、奶牛養(yǎng)殖領(lǐng)域的局限性

設(shè)備成本：目前，畜牧養(yǎng)殖業(yè)牛只的可穿戴設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)維成本比較高。以智能項(xiàng)圈為例，根據(jù)數(shù)量的不同，每條項(xiàng)圈的價(jià)格平均一般都在65到200美元之間，訪問軟件和數(shù)據(jù)庫的年訂閱費(fèi)用大約為1000美元。這對(duì)具有龐大牛群養(yǎng)殖數(shù)量的牧民是一筆不小的開支。

智能產(chǎn)品學(xué)習(xí)成本：固有的傳統(tǒng)養(yǎng)殖觀念導(dǎo)致一些牧民們表示其豐富的養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)基本可以處理所有的專業(yè)問題。另外一些牧民表示對(duì)于智能系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)并沒有直觀概念，以至于面對(duì)這么多文字警報(bào)時(shí)會(huì)有些無所適從。因此，打破以往傳統(tǒng)的養(yǎng)殖觀念并注入新型養(yǎng)殖理念需要不少專業(yè)人士的動(dòng)員以及提供專業(yè)性的培訓(xùn)。

六、奶牛養(yǎng)殖領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

目前的智能養(yǎng)牛整體上處于智能的初級(jí)階段，多數(shù)產(chǎn)品、技術(shù)還停留在數(shù)據(jù)采集、簡單分析層面。就市場推廣、應(yīng)用情況來看，信息智能化、綠色化將是未來規(guī)模奶牛場的重要標(biāo)志。

從傳統(tǒng)養(yǎng)殖到智能化養(yǎng)殖：采用全智能擠奶、喂料和牛群管理系統(tǒng)，減少了人為操作的不便。奶牛場建設(shè)將在配套器械、管理系統(tǒng)上逐步實(shí)現(xiàn)信息化、智能化，逐步完善全程可視化監(jiān)控系統(tǒng)、全混合日糧配制與配送系統(tǒng)、全自動(dòng)清糞與處理系統(tǒng)、綜合信息數(shù)據(jù)化管理平臺(tái)等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)奶牛場硬件、軟件的最好、最高、最強(qiáng)匹配。

從傳統(tǒng)養(yǎng)殖到綠色化養(yǎng)殖：未來奶牛場建設(shè)將在養(yǎng)殖場設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營、管理等環(huán)節(jié)中強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)，從源頭上確保奶牛場運(yùn)營綠色無污染、生態(tài)可持續(xù)。

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深度版在核心版的基礎(chǔ)上，包含詳盡的行業(yè)或場景痛點(diǎn)分析、技術(shù)解讀、落地案例詳解及資料附錄等，以供有深度研究需求的使用者進(jìn)行深入探究。