悄悄发生的中国养牛“革命”：智能项圈让牛精准繁殖、AI预测发情期…_凤凰网
2021年02月12日 10:40:30
来源：DeepTech
辛丑牛年正式开启。作为 2021 年的本命动物，接下来的一年，“牛” 将以各种风格频繁地出现在人类生活中。
图 | 牛：谁在 cue 我？（来源：pixabay）
其实牛年大幕究竟从哪一刻正式拉开，现在主流的说法有两种，一种是以 24 节气的立春为界，另一种则是以农历 2021 年的正月初一算起。本文且将今日（正月初一）视为辛丑牛年真正的开端。
在辛丑牛年即将到来之际，DeepTech 和大家一起感受下科技时代牛的别样生活。
智慧养牛实现共赢：节省人力、提升效率
现如今，人工智能、物联网、大数据等技术无处不在，牛的生活也受到良好影响。
“一家位于北京市延庆区的奶牛场实现了智能喷淋，通过智能化的装置动态感知牛群位置，即来即喷，即走即停，获得了生态节水和效益的双提升。” 北京农林科学院农业信息与经济研究所于峰，向 DeepTech 讲述他所了解到的一家养牛厂的情况。
他表示，在养牛方面，目前 “人工智能、物联网、大数据等信息技术在牛饲养过程中，主要体现在牧场硬件设备、软件信息的集成与联动，通过采集、生产、管理牛只体征等关键数据，为各生产环节的业务联动、和精准决策提供量化数据支撑。”
图 | 草原上的奶牛（来源：pixabay）
整体上，智能监控系统会覆盖牛的室内休息区（牛棚）、以及牛的室外活动区域，再加上各种传感器获取所需数据，实现对牛只需求的分析，做出相应的调整。
于峰进一步介绍道，“现阶段各项技术在位置追踪、发情期监测、牛疾病监测、进食监测、饲料投喂等方面均有实际应用。”
具体来看，智慧牧场中的每一头奶牛都拥有各自的定位耳标和智能项圈，这两个小小的装备在很大程度上改变了养殖人员的日常工作。
图 | 戴着耳标和项圈的牛（来源：pixabay）
在位置追踪方面，带有 GPS 定位功能的耳标可以掌握牛的行踪，实时获取牛的位置。在结合智能监控系统，掌握牛群全局活动的同时，AI 识别技术也可实现对进 / 出棚的牛只精准计数，确保家族成员一个不少。
智能项圈，在牛日常生活以及繁殖过程中发挥着至关重要的作用。通过带有运动量分析、温度传感器等功能的智能项圈，养殖人员可从手机、或电脑端实时了解牛的所处环境温湿度和运动量。
先说温度。牛的皮肤较厚，散热相对较慢。这让牛在温度偏低的冬季有着不错的御寒本领，但在炎夏也更容易 “中暑”。动物和人一样，夏季本就食欲不佳，如果再加上 “中暑” 进食更难，身体也就更加虚弱，更别说产奶了。
为牛随身配备温度传感器，可实时获取其所处温度，并能及时调节周围温度，保证牛只生长环境的舒适性。
另外，养殖环境智能控制和联动控制系统对牛棚内整体环境进行监测，“通过不同的传感器来实时监控牛棚内的温湿度、二氧化碳、二氧化硫、氨气等，当传感器监测到数据超标时，数据会自动上传云平台并且并将预警信息发送给用户。” 于峰举例道，如牛棚温度过高时，传感器报警可连接降温设备第一时间给牛棚降温，监控并控制牛舍环境，从而使养殖场保持良好的温湿度，通过对牛的饮水、进食、运动量、健康体征、发情期进行记录，并以数据进行传输，从而实现健康管理。
在室外，通常人们也会通过人工喷淋的方式对牛进行降温，现在有些智慧牧场中也为牛配备了 “智能淋浴系统”。
以前述养牛厂为例，于峰提供的监测数据显示，达到相同的喷淋降温效果，使用该智能喷淋系统比传统喷淋节水 50% 以上。相比过去，奶牛进食量也可提升 30%，繁殖率提高约 32%，产奶量提高 30% 以上。
再看运动量分析。智能项圈配合互联网 + 物联网 + 云计算技术，可实现对母牛发情期的监测。于峰说，“利用计步传感器、图像识别技术采集牛的活动量或捕捉发情行为，以判断牛是否到了发情期。” 养殖人员用手机可随时查看牛只生理周期、爬跨行为等数据，还可获知牛只发情期。预先设置好的感应器，在探测到牛发情之后，将通过预设程序通知养殖人员及时、准确地抓住时机对牛进行配种，从而提高繁殖效率和奶牛产奶率。
无论肉牛还是奶牛，繁殖都是 “牛生” 大事。传统方式下，养殖人员通过肉眼观察来判断牛只是否发情，该方法的缺点在于既耗时耗力，又无法做到准确及时。并且，奶牛通常在晚上发情，这就导致养殖人员甚至需要轮值观察牛只，为的是尽可能避免漏掉牛发情期。即便如此，效率也不高，统计显示，人工监测下的奶牛发情期错过率高达 50%。
发情期是奶牛发挥作用的最重要时期。据农业大学数据显示，按照平均每头奶牛日产奶量 30kg、每公斤牛奶 3 元左右计算，如果一头奶牛漏配一个发情期，就意味着将损失约 2000 元。
图 | 挤牛奶（来源：pixabay）
此外，牛吃草才会产奶，也只有吃得饱，才能产得好。
在智慧牧场中，牛只投喂方式也有了很大调整，如于峰所说，“依靠机器人技术，智慧养牛能极大解放劳动力资源，将一线工人从恶劣、嘈杂、繁重的工作中解脱出来”。
投喂机器人是其表现之一。智慧牧场采用饲料智能投喂系统，“利用计算机视觉和机器人技术，设定好推草机器人的工作时间和路线，自动进行饲料投喂。”
图｜推草机器人（来源：北京国科诚泰农牧设备有限公司官网）
这不仅能节省大量人力巡查给料成本，牧场还能通过监控设备及物联网系统实时监控饲料消耗速度、获取牛只用料积极性，从而做到智能调整饲料投放量、发现牛只异常等情况。
消毒机器人是另外一个高频工具。国家农业智能装备工程技术研究中心李一林（化名）也表示，目前牧场智能设备中需求量较大的是智能投喂器和消毒机器人。
消毒机器人虽然不是智慧牧场专属，但它可帮助营造良好的牛只成长环境。
相比人工进行的消毒杀菌，消毒机器人的效率更高，和大家日常使用的扫地机器人类似，消毒机器人也可对消毒路线进行规划，设置好后按照既定路线喷洒消毒液。数据显示，消毒机器人仅需 3 分钟即可完成 100 平方米空间的全面消毒。
另外，对于挤奶这种力气活、也是技术活，自动挤奶系统也已有所应用。
（来源：pixabay）
自动挤奶系统结合奶牛项圈共同工作，小小项圈上的传感器不仅能够检测奶牛是否发情，也可以判断当下的身体状况是否适合挤奶。如反馈结果为挤奶的好时机，挤奶机器人便会通过传感器精准探知乳头位置并完成挤奶。同时，奶质也会在一定程度上反应牛的身体指标，因此可采用预设好标准数值的传感器，对奶质进行检测，必要时及时调整牛只管理方式。
（来源：pixabay）
智慧养牛将实现 “无人” 化
和人的状态会受到身体和情绪等方面影响一样，牛的身体情况、心情状态等因素也直接影响肉质和奶质。
此前亿利源绿色肉牛养殖基地董事长在接受媒体采访时表示，“每天按时吃饭、休息，为其提供一个干净卫生的环境，都是提高牛肉品质的重要途径”。身体状态好、心情好才能工作好，对于牧场中的牛来说，它的 “身体” 就是工作成果的一部分。
（来源：pixabay）
在养牛这件事上，经验丰富的牧民可通过经验判断动物长势、需求，调整培养方案。但在具体实施过程中，人工作业的弊端是客观存在的，如感知不够精准、响应不及时、系统化不足等问题会耗费大量时间精力，最终产量也未必理想。
现阶段来说，智能系统可代替人工做一些精确度和强度较高的工作。不过于峰表示，目前的智能养牛整体上处于初级阶段，多数技术还停留在数据采集、简单分析层面，大量生产数据并未得到深挖。他认为，信息智能化、绿色化将是未来规模化牛场的重要标志。“如采用全智能挤奶、喂料和牛群管理系统，牛场建设在配套器械、管理系统上逐步实现信息化、智能化，逐步完善全程可视化监控系统、全混合日粮配制与配送系统、全自动清粪与处理系统、综合信息数据化管理平台等。”