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)展的一個重要產(chǎn)業(yè)。隨著畜牧養(yǎng)殖市場的不斷擴張，傳統(tǒng)的畜牧方式難以實現(xiàn)科學(xué)有效地對牛群及養(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)作用具有重要的實踐意義。利用人工智能的大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)、計算機視覺、機器人、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，發(fā)展其在奶牛養(yǎng)殖業(yè)各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用從而高效實現(xiàn)對奶牛及養(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)價值。

一、動物養(yǎng)殖領(lǐng)域市場規(guī)模

全球針對動物（包括牲畜）可穿戴技術(shù)的產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模持續(xù)擴大。根據(jù)bccResearch調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，到2025年預(yù)計可達(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。

計算機視覺：是指機器人代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、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)機器人掃描等終端設(shè)備。

機器學(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)殖中主要用于對牛只體征及活動情況的數(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、模式識別、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，讓所有能行使獨立功能的普通物體實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中通過即時定位與地圖構(gòu)建即可實現(xiàn)對放牧的遠(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。

機器人技術(shù)：研究機器人的設(shè)計、制造、運作和應(yīng)用，以及控制他們的計算機系統(tǒng)、傳感反饋和信息處理。在奶牛畜牧養(yǎng)殖中的機器人終端設(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智能項圈監(jiān)視器： 通過測量并實時收集牛只的體溫、活動度、反芻情況、身體運動方式、步數(shù)、步態(tài)、姿勢、飲食情況等個體信息，采用機器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、計算機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)信息自動推送給農(nóng)戶，以得到及時的處理。

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

牛臉采集SDK和牛臉識別API： 主要根據(jù)奶牛面部五官和花紋特征，通過機器視覺技術(shù)智能抓取奶牛正臉圖像，識別耳標(biāo)號，進(jìn)行個體的識別。牛臉比對API可以智能比對奶牛臉部，支持1：1和1：N比對，準(zhǔn)確識別標(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通過機器人技術(shù)提前設(shè)定好時間和路線，時間一到推草機器人就會自動按照既定路線將飼料推近牛只，不用再耗費其他人力，而機器人碰到障礙物會自動停下，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)運維成本比較高。以智能項圈為例，根據(jù)數(shù)量的不同，每條項圈的價格平均一般都在65到200美元之間，訪問軟件和數(shù)據(jù)庫的年訂閱費用大約為1000美元。這對具有龐大牛群養(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)驗基本可以處理所有的專業(yè)問題。另外一些牧民表示對于智能系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)并沒有直觀概念，以至于面對這么多文字警報時會有些無所適從。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

目前的智能養(yǎng)牛整體上處于智能的初級階段，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)、全自動清糞與處理系統(tǒng)、綜合信息數(shù)據(jù)化管理平臺等，進(jìn)而實現(xiàn)奶牛場硬件、軟件的最好、最高、最強匹配。

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、建設(shè)、運營、管理等環(huán)節(jié)中強調(diào)環(huán)境保護(hù)，從源頭上確保奶牛場運營綠色無污染、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。