我國(guó)是畜牧業(yè)大國(guó)，畜牧總量常年位居世界前列，其發(fā)展在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。作為農(nóng)業(yè)的重要組成部分，畜牧業(yè)從家庭副業(yè)逐步成長(zhǎng)為農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)具備了比較充足的生產(chǎn)能力和比較完善的質(zhì)量安全保障體系。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在《2018年畜牧業(yè)工作要點(diǎn)》中指出“推動(dòng)畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，是畜牧業(yè)助力‘農(nóng)業(yè)強(qiáng)’的重大責(zé)任”。2016年國(guó)務(wù)院發(fā)布《全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃(2016-2020年)》明確提出，到2020年畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重要超過(guò)30%，而2018 年我國(guó)畜牧業(yè)產(chǎn)值僅占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的25.27%。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)畜牧業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到 30461.17億元，首次突破3萬(wàn)億元。隨著未來(lái)我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的支持，畜牧業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，畜牧業(yè)生產(chǎn)效率的不斷提升，畜牧行業(yè)總產(chǎn)值將恢復(fù)增長(zhǎng)，在2024年超過(guò)3.2萬(wàn)億元[1]。畜牧業(yè)現(xiàn)代化的主要特點(diǎn)是集中化、規(guī)�；�，并以營(yíng)利為生產(chǎn)目的，根據(jù)《全國(guó)生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》，中國(guó)年出欄500頭肉豬以上規(guī)模養(yǎng)殖比重由2010年的38%上升至2014年的42%， 2020年預(yù)計(jì)達(dá)到52%。畜牧產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，需要依賴(lài)以信息技術(shù)、智能技術(shù)為支撐的智慧畜牧提供新的解決方案，突破畜禽養(yǎng)殖核心關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、畜禽健康養(yǎng)殖、畜牧產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。換言之，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能等新一代信息技術(shù)的智慧畜牧系統(tǒng)是畜牧業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，而基于國(guó)產(chǎn)自主研發(fā)的核心芯片將為智慧畜牧系統(tǒng)提供底層技術(shù)和安全保障。

　　核心技術(shù)

　　以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及人工智能為代表的新一輪信息技術(shù)革命推動(dòng)粗放式傳統(tǒng)畜牧養(yǎng)殖向知識(shí)型、技術(shù)型、現(xiàn)代化的智慧畜牧養(yǎng)殖轉(zhuǎn)變，利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)已成為驅(qū)動(dòng)畜牧業(yè)快速發(fā)展的重要因素。

　　1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為智慧畜牧業(yè)提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)畜牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是由大量傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)信息傳感設(shè)備實(shí)時(shí)采集畜禽個(gè)體生長(zhǎng)狀況、養(yǎng)殖環(huán)境等信息，利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)/局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異構(gòu)、實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)傳送，為智慧畜牧提供了豐富的數(shù)據(jù)，為開(kāi)展智能化分析奠定了基礎(chǔ)。

　　2.云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)是畜牧數(shù)據(jù)智能化分析的重要手段畜牧數(shù)據(jù)具有多源、異構(gòu)、跨平臺(tái)、跨系統(tǒng)的典型大數(shù)據(jù)特征，采用傳統(tǒng)技術(shù)手段處理這類(lèi)數(shù)據(jù)非常困難，獨(dú)立分散的養(yǎng)殖戶(hù)更無(wú)法提供相應(yīng)算力。云計(jì)算為畜牧大數(shù)據(jù)處理提供了技術(shù)支撐，核心技術(shù)包括基于多模態(tài)特征的知識(shí)表示和建模、面向領(lǐng)域的深度知識(shí)發(fā)現(xiàn)與預(yù)測(cè)、特定領(lǐng)域特征普適機(jī)理凝練的知識(shí)融合等[2]。

　　3.人工智能是新一輪畜牧產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力人工智能包含機(jī)器視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)和可穿戴設(shè)備等多項(xiàng)核心技術(shù)，可以多方位融入和應(yīng)用到畜牧生產(chǎn)與管理過(guò)程中，改造傳統(tǒng)飼養(yǎng)管理方式，提高生產(chǎn)管理效率，降低人力成本。

　　現(xiàn)狀及趨勢(shì)

　　1.養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)展迅速合理利用科學(xué)技術(shù)手段對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)管，是智慧養(yǎng)殖的首要要求。以生豬養(yǎng)殖為例，國(guó)內(nèi)外大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐表明，環(huán)境因素對(duì)生豬生產(chǎn)的影響占比達(dá)到了20%-30%[3]，涉及對(duì)溫度、濕度、光環(huán)境、氨氣及硫化氫等多方面的監(jiān)測(cè)。隨著傳感器、移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)傳感器獲得環(huán)境參數(shù)，將之傳輸?shù)皆贫�，并在手機(jī)、PDA(掌上電腦)、計(jì)算機(jī)等信息終端進(jìn)行顯示，已成為規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖場(chǎng)普遍采用的信息化管理手段。對(duì)獲取的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如何科學(xué)有效地加以利用，進(jìn)一步指導(dǎo)畜牧生產(chǎn)，是當(dāng)前亟待解決的突出問(wèn)題。以豬舍、立體式雞舍為代表的圈舍類(lèi)養(yǎng)殖環(huán)境具有多變量共存、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及密集程度高等特點(diǎn)，為建立精確的調(diào)控分析模型帶來(lái)了諸多困難，國(guó)內(nèi)已有相關(guān)研究取得了一定進(jìn)展，但如何提高模型的泛化性和魯棒性是在實(shí)際應(yīng)用中面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

　　2.現(xiàn)代身份標(biāo)識(shí)技術(shù)助力全生命周期管理個(gè)體身份標(biāo)識(shí)是現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的共性問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)行為監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)飼喂及疫病防控、食品溯源的前提，是實(shí)現(xiàn)畜禽智能化生產(chǎn)的必然要求。在傳統(tǒng)畜牧業(yè)養(yǎng)殖模式中，常見(jiàn)的畜禽標(biāo)識(shí)技術(shù)手段包括噴號(hào)、剪耳、耳標(biāo)和項(xiàng)圈等。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，面部識(shí)別、虹膜識(shí)別、姿態(tài)識(shí)別等生物識(shí)別技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始向畜牧業(yè)延伸，為智慧畜牧業(yè)的發(fā)展注入了新的能量，使得生物個(gè)體健康檔案的建立和生命狀態(tài)的跟蹤預(yù)警變得更加智能。值得一提的是，射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)已在我國(guó)畜禽身份標(biāo)識(shí)中取得了長(zhǎng)足發(fā)展，不僅可以集成在耳標(biāo)、項(xiàng)圈中，更有研究者探索研究微型的植入式RFID芯片，以期通過(guò)更加快捷的手段實(shí)時(shí)獲取畜禽的身份信息。雖然以上技術(shù)取得了較大的研究進(jìn)展，但在畜牧養(yǎng)殖業(yè)中仍然存在維護(hù)成本高、操作復(fù)雜等現(xiàn)實(shí)推廣問(wèn)題，導(dǎo)致目前并未得到大規(guī)模應(yīng)用。因此，研發(fā)更為廉價(jià)、操作更方便的新一代智能化個(gè)體身份標(biāo)識(shí)技術(shù)將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　3.面向個(gè)體的精準(zhǔn)飼喂技術(shù)前景廣闊精準(zhǔn)飼喂主要是面向豬、牛、羊等中大型牲畜的精準(zhǔn)化養(yǎng)殖，主要包括飼喂站、自動(dòng)稱(chēng)重、自動(dòng)分群和飼料余量監(jiān)測(cè)等設(shè)施儀器。智能化精確飼喂技術(shù)將營(yíng)養(yǎng)知識(shí)與養(yǎng)殖技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)科學(xué)運(yùn)算方法根據(jù)牲畜個(gè)體生理信息準(zhǔn)確計(jì)算精準(zhǔn)飼料需求量，通過(guò)指令調(diào)動(dòng)飼喂器來(lái)進(jìn)行飼料的投喂，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)個(gè)體體況進(jìn)行個(gè)性化定時(shí)定量精準(zhǔn)飼喂，動(dòng)態(tài)滿(mǎn)足牲畜不同階段營(yíng)養(yǎng)需求[4]。該類(lèi)技術(shù)是基于牲畜的個(gè)體識(shí)別、多維數(shù)據(jù)分析、智能化控制的集成應(yīng)用，雖然飼養(yǎng)設(shè)備的建設(shè)成本相對(duì)較高，但經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　4.動(dòng)物福利及行為監(jiān)測(cè)剛剛起步動(dòng)物福利關(guān)乎到動(dòng)物的健康養(yǎng)殖和畜牧業(yè)安全生產(chǎn)，也直接影響畜產(chǎn)品的品質(zhì)，間接影響著人類(lèi)的食品安全。如智能監(jiān)測(cè)技術(shù)已經(jīng)用于放牧綿羊福利研究中，包括音頻分析、視覺(jué)檢測(cè)、行為監(jiān)測(cè)、行為特征識(shí)別、衛(wèi)星定位和無(wú)人機(jī)巡航等關(guān)鍵技術(shù)。準(zhǔn)確高效地監(jiān)測(cè)畜禽個(gè)體行為，有利于分析其生理、健康和福利狀況，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化健康養(yǎng)殖和肉品溯源的基礎(chǔ)[5]。但是，目前我國(guó)畜牧養(yǎng)殖主要以產(chǎn)量提高為重，而對(duì)動(dòng)物福利和高品質(zhì)安全生產(chǎn)的重視有待提高，對(duì)于福利化養(yǎng)殖技術(shù)及評(píng)價(jià)體系尚處于研究階段。

　　對(duì)策與建議

　　1.加強(qiáng)畜牧業(yè)智能裝備研發(fā)，破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸智慧畜牧的前提是自動(dòng)化和信息化，在繼續(xù)優(yōu)化養(yǎng)殖數(shù)據(jù)采集和信息處理能力的同時(shí)，面對(duì)智慧畜牧業(yè)發(fā)展中遇到的各種問(wèn)題，需要進(jìn)一步加大新型高端智能裝備研發(fā)力度，加強(qiáng)集成創(chuàng)新養(yǎng)殖場(chǎng)智能感知控制系統(tǒng)、畜禽健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、養(yǎng)殖機(jī)器人、畜產(chǎn)品收割加工機(jī)器人、自動(dòng)化糞污處理系統(tǒng)等高端智能裝備產(chǎn)品，推動(dòng)智慧畜牧實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。

　　2.制定智慧畜牧行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)健康發(fā)展隨著信息化的不斷發(fā)展，基于各種架構(gòu)和技術(shù)的畜牧養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心相繼建立，在解決信息化的同時(shí)，也導(dǎo)致各類(lèi)系統(tǒng)之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)、信息孤島問(wèn)題突出，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和挖掘畜牧數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值。而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以引領(lǐng)技術(shù)進(jìn)步、規(guī)范畜牧行業(yè)健康發(fā)展[7]。

　　3.研制畜牧專(zhuān)用芯片，解決智慧畜牧核心技術(shù) “卡脖子”隱憂(yōu)以植入式RFID芯片、畜牧專(zhuān)用處理器等的研發(fā)為核心，研制動(dòng)物體溫監(jiān)測(cè)及環(huán)境溫濕度、光照度、特殊氣體監(jiān)測(cè)用傳感器、低功耗RFID芯片[8]，攻克低功耗植入式體溫監(jiān)測(cè)傳感芯片，實(shí)現(xiàn)畜牧養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測(cè)典型傳感器的國(guó)產(chǎn)化替代，解決智慧畜牧核心技術(shù)“卡脖子” 隱憂(yōu)，為牲畜健康監(jiān)測(cè)提供智能化手段。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]https://www.qianzhan.com/analyst/ detail/220/190717-12ce4997.html

　　[2]趙爾平，黨紅恩，劉煒. 西藏智慧畜牧業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)融合：概念、架構(gòu)與技術(shù). 軟件導(dǎo)刊， 2018，v.17;No.189(7)：5-8.

　　[3]劉持標(biāo)，陳泉成，李棟等. 大型養(yǎng)豬場(chǎng)健康養(yǎng)殖智能化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)， 2015，5(8): 57-63.

　　《智慧畜牧業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)》來(lái)源：《中國(guó)國(guó)情國(guó)力》，作者：張國(guó)鋒 肖宛昂

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