探访人工智能养猪场:猪脸识别有什么用?AI养猪划算吗?

【写在前面】2018年,不少互联网公司、科技企业宣布参与养猪。比如,2018年6月7日,阿里巴巴在云栖大会·上海峰会上发布阿里云ET农业大脑,希望将人工智能与农业深入结合,宣布阿里云ET农业大脑已应用于生猪养殖、苹果及甜瓜种植。

2018年11月20日,京东金融宣布更名京东数字科技,并正式发布了京东农牧智能养殖解决方案。京东农牧主要基于机器人、AI、物联网和SaaS, 为大中型养猪场提供智能养殖解决方案,在其中实现“猪脸识别,全链溯源”。

在这过去一年里,这些互联网公司养猪养得怎么样了?猪脸识别是不是噱头,人工智能技术有没有提高生产效率,农户对“人工智能(AI)养猪”的接受程度如何?

近期,澎湃新闻记者走进民营养猪企业吉林精气神有机农业股份有限公司,了解“人工智能(AI)养猪”背后的故事。

从1991年创立到现在,民营猪企吉林精气神有机农业股份有限公司养了28年的山黑猪,产品提供给沃尔玛山姆店、家乐福、永旺、华润Ole、京东7Fresh等。40岁的精气神CEO孙延纯子承父业后,心里有了新的盘算,除了积极引入机械化设备提升效率,是否还可以引入更多智能化手段来养猪和改善管理流程?

精气神养猪场

比如,养猪的一个难题就是,千万头小猪,如何数得清具体的数目,如何认得出每一只猪。过往的做法是给猪打耳缺——若是遇上猪的疾病或者是生育,可用打耳缺的方式来记录。

外行看来,耳朵上的“缺儿”或许是猪耳自生的形状,内行一摸一看就知道,这猪是哪一批次,经历过什么。不过,如果能够研发出“猪脸识别”技术,用智能手段记录猪的采食量、体温变化、运动情况等各种信息,将各项信息记录在云端,每头猪都有自己的档案,会不会更方便,从而降低人力成本?

再更进一步,从养猪场的管理流程来看,如果能够借助机器的力量提示员工“什么时间节点出现在什么位置上”,是否能够极大地提升工作效率?

“这些技术的进步说起来逻辑上很简单,但像我们这样的传统企业是做不了这方面研发的。所以我们迫切有这种需求,需要一些高科技企业和具有资源整合能力的企业去做这个事。”孙延纯说。

猪脸识别来了

用人工智能、云计算等孕育于互联网领域的技术来赋能更多的传统行业,帮助其进行数字化改造升级提升运营效率,这在腾讯被称做产业互联网,阿里巴巴是产业数字互联化,京东叫产业数字化。在农业领域,科技企业也开始涌入。

6月13日,在吉林白山抚松精气神养殖基地,京东农牧副总经理李佳隆在接受媒体采访时介绍,最初研发猪脸识别技术,并不是目前“畜牧业智能解决方案”的一部分,而是为了京东保险团队的需求。

“这个就说来话长了,我们开始做猪脸识别是因为给京东保险里面的猪上保险。可能养了一百只猪,给其中10只上了保险。(但)不管谁死了,我都可以去报保险,因为保险公司也不知道你这一百头猪中哪十头是我上了保险的,所以即使其他90多只猪有死的,都可以去报。我们京东当时有保险团队,非常希望通过一种手段来把这十头猪认出来,所以我们在2017年就开始研究猪脸识别的技术。”

于是,这群技术团队人员便“扎进了”养猪场。“2017年的9月份开始,因为做保险这个事,我们经常去猪场里采集数据,发现了中国畜牧业的现状,于是我们开始做京东农牧。”

中国是世界养殖业大国,其中生猪存栏量位居世界第一位,猪肉产量约占全球的一半,但在生猪养殖的劳动生产率、饲料转化率、母猪生产力水平、生产成本方面等方面,离国际上的先进水平仍存在一定差距。

从养殖成本来看,“这是2017年的数据,我们每一公斤猪肉的成本大约是7块8毛2,美国每公斤猪肉所需要的成本只有3块9毛7。”

李佳隆提供的一份数据显示。“看看这些钱它差在哪?首先来看人工成本。7块8毛2里面有1块6毛3是中国每公斤猪肉所需要的人工成本,在美国只有2毛9。再看饲料使用,我们的饲料使用这块,基本上价格是美国的两倍。”

从衡量养猪水平的指标PSY(每头母猪每年可以生产多少健康的小猪)来看,中国的PSY值约18,而欧洲发达国家达到24到30。澎湃新闻记者从国内养猪龙头温氏股份(300498)2018年年报看到,温氏股份种猪PSY已经是24左右,但对于更多的中小型养殖场来说,这个数字则难以达到。

这成为京东农牧团队成立,以及多个互联网公司进军农业的背景:在全世界最大的生猪养殖和消费市场,用智能化手段来进行改造提升,以期减少生猪养殖中部分成本,提升生产效率。

2018年3月,京东农牧团队开始进行试验。2018年12月,京东正式投资精气神,获得9.43%的股权。精气神目前存栏核心群1600头,基础母猪8200头,目前在吉林省建有7座规模化种猪场和存栏合作户275户,年出栏商品猪20万头,属于中型规模的养猪企业。

2019年2月,春节过后,京东农牧团队几位开发人员进驻精气神位于吉林白山市抚松的养猪场。由于今年的非洲猪瘟疫情,为了防疫安全,这几位京东员工在精气神白山抚松的养殖场已经待了4个多月:拿着高薪的程序员,摇身一变成为山野田间的饲养员,思考的问题也变成了:“如何能让猪仰起它的脸,让我拍清楚它,然后让我去给它脸上打上200多个特征点,让机器去进行训练,记住它的脸?”

精气神CEO孙延纯说:“我觉得大型的互联网企业或高科技企业,应该更多地深入到中国很多传统行业当中去,到那里去挖一挖,去抓一抓,实际上是有很高的价值存在。”

AI如何养猪?

据京东农牧团队介绍,在精气神位于吉林白山两个养殖园区、100多栋山黑猪猪舍中,均部署了基于AI、IoT和SaaS技术的京东农牧智能养殖解决方案,其中包含神农大脑、神农物联网设备、神农系统的相关系统和硬件设备。

2019年6月13日,澎湃新闻记者在精气神的山黑猪猪舍中看到,猪舍已经装载了养殖巡检机器人、饲喂机器人、农业级摄像头、伸缩式半限位猪栏等设施。通过上述设备,图像识别、人工智能技术的运用正在农业领域施展拳脚。

巡检机器人安装在猪舍顶棚,并沿着巡检车轨道在顶部来回“走动”,利用摄像头进行巡检棚内的动向。

沿着轨道“巡逻”的巡检机器人

据京东农牧团队介绍,以猪只数量统计为例,一般养殖企业在月底都会进行数量盘点,传统的肉眼数猪效率很低,而且准确度不高,往往要用3到4天才能完成数量盘点工作,至于猪的称重,传统养殖也只有在出栏时进行一次称重,此前只能凭经验估算。

而巡检机器人使用专用的农业摄像头,“扫一眼”猪栏就能知道猪的数量,并对每头猪进行估重,这背后是AI算法的支持。

巡检机器人对猪进行估重

巡检机器人数猪只的数量

在饲喂栏前的摄像头是智能饲喂机器人的组成部分,可以对猪只进行“猪脸识别”:每一格喂食区仅容纳一只猪,当猪走进去时即可被摄像头捕捉到图像信息。

饲喂系统

饲喂机器人-“猪脸识别”摄像头

在饲养喂食方面在传统模式下,喂猪依靠人工给10头到15头猪一起投料,每头猪只能凭力气抢着吃,结果同一栏猪在出栏时往往体重存在差异。

通过“猪脸识别”技术,可以识别每头猪的“身份信息”,从而调取其重量、生长周期信息,从而实现更为精准地自动投喂,试图将同一栏猪出栏时的体重差异尽可能地缩小。

值得一提的是,外界对于“猪脸识别”技术的实用性也有不同的声音,此前市面上已有其他解决身份识别、数量测算等办法,包括给生猪戴上电子智能“耳环”,或者是在猪背上做刺青编码,通过摄像头导入系统。

不过,李佳隆的观点是,上述做法安装过程仍然会产生大量的成本,也会对猪本身产生一定时间内的影响,而做“猪脸识别”则可以更有效地避免上述情况发生。李佳隆介绍,“猪脸识别”技术具体在运用时,需要进行约30到50天左右的本地化部署。

除了上述设备端的装载,京东农牧技术解决方案的核心是则是利用人工智能技术所研发的“神农大脑”。简单地说,“神农大脑”里保存了专业的养猪知识,能够在各类情形中自主作出判断。

比如,在猪舍里突然一头猪叫声无力,还会时不时地咳嗽两下,神农大脑首先会侦测到异常,要求摄像头观测猪的体温,调用数据库里猪的过往体温、进食记录、运动量进行比对,如果叫声、体温、运动情况均存在异常,那么神农大脑就可以作出初步判断,这头猪很可能得了病,接下来,神农大脑会给饲养员发出警报。

京东农牧智能养殖解决方案

精气神团队肯定了上述“神农大脑”在实际操作层面中的作用,“养殖人员在观察猪群健康的时候,除了技术水平和手段受限之外,更重要的一点就是不能花费巨大的精力和人力来观察每一只猪的健康,这就出现了一病就是一大片、就是疫情终末期的尴尬。有了智能化系统,系统会逐一地监测猪的行为、动量、体温、采食,甚至是声纹信息,并经过计算判断出异常的个体。并标记出来指导工作人员的跟踪和治疗”。

对于猪舍的环境,神农大脑还会对收集到的猪场环境参数进行统一管理和智能分析,之后通过智能风机、智能增氧机、智能湿度调节器等智能化设备进行调节,保证养猪场温度、湿度、空气维持在适合生猪健康生长的最佳状态。

上述系统和设备,实际上是将每只猪的生长情况进行了信息化,按照京东农牧的规划,从猪的出生、生长、检疫、屠宰、加工、运输直到销售,各环节的信息,都试图能够做到可追溯。

“精气神会将京东和精气神智能养殖的大数据通过互联网同步传报给吉林省畜牧业管理局,并将生物安全数据和生产追溯数据同轨并入(吉林)省局防疫管理平台和‘拱e拱’产品追溯平台。”精气神团队方面表示。

不只是日常养殖和管理,在孙延纯的计划中,在育种方面,利用智能手段或极大地提升育种的效率。

给AI养猪算笔账

不过,装载这些摄像头和机器人设备对于农户来说,仍是一笔较大的投入。精气神的养殖量为中等规模,在节省成本方面可实现一定的规模效应,但对于更多的小型和个体养殖户来说,在使用这套智能化设备系统前,不免需要算好投入产出比。

精气神方面未向澎湃新闻记者透露了京东农牧智能养殖解决方案的收费细节,在给到记者的书面资料中,精气神团队表示:“目前我们投入AI养殖系统后,以精气神北山猪场和兴参猪场为例,预期我们平均每头猪增加了92.5元成本(全部投资,按照8年每年出栏5万头,合计40万头猪计算),但是在饲料方面每头能节省 30-60元 ;人工成本投入可节省每头8元;提高成活率方面平均每头可节约15元;在精准控制出栏体重方面能节省5-8元;合计节约91元。从直接的投入产出来看我们基本上打个平手。”

不过,随着使用时长的增加,平均成本或许会进一步降低。

在饲料成本方面,精气神团队在书面材料中称,“通过前期近一年的实验组的测试,我们发现至少可以达到增加猪只10%左右的饲料转化效率。这对于我们年出栏20万头山黑猪来说,将是一笔巨大的效益,初步估算可以达到年节约1200万元的水平。”

更重要的是,智能技术也在带来管理思路和流程方面的改变。“重点是减少员工在工作中的盲目作业和少做无用功,同时也要通过系统对工作过程、结果的管理、分析做好员工工作绩效的管理。”

孙延纯举例说,过去养殖场内指定了许多规章制度,但实行起来依靠的是员工的责任心,难以对员工的表现进行测定,而现在依靠智能设备和SaaS企业操作系统,在管理层面能够实现更精细化。“比如猪场里有一个地方粪点特别多,有机器人巡检看到粪点,发布信息提示员工去清理,第一个十分钟没去提示员工本人,第二个十分钟没去提示主管,第三个十分钟没去就提报厂长。指向性和合规性都得到了改变之后,员工工作质量和工作效率才能真正围绕企业核心价值去做事情。 ”

孙延纯介绍,通过智能化管理设备和信息提示,一个场长可以管理更多的猪群,“你像我们这个场。过去是一名场长,两名副场长,还要带七八个技术员,比如管分娩阶段、管配怀阶段、管保育阶段的,现在我们优化完之后,只有一名正场长,一名副场长,再带三四名技术员就可以完成这些工作。”

精气神方面还表示,“除了上述投入产出最直接的比较外,(智能养殖)系统带给我们的环保价值、育种价值和管理价值以及系统软硬件的基础折旧,是没有进入对比范围的价值。总体来说,这是非常划算的一个项目。”

其中一个潜力巨大的领域是,智能系统对养殖信息的采集监测,或许能够撬动金融行业加大对农业的支持。

将养殖场的各项信息进行可视化

孙延纯提及,过去银行对于农业企业贷款颇为谨慎,“风控的问题怎么解决呢?”

“我们得拿很多抵押物,这很痛苦。我们企业的猪舍人家也不认,猪他也不认,我们就拿我们的硬资产,什么工厂的房产、土地证、股权去抵押。”

“这回没事了,这(指养殖场)上面跑的(巡检机器人)跑一圈,里面有多少猪,随时随地能点得非常清楚,银行看得非常明白。你说这个多放心。”孙延纯说,“这些重要的信息,未来我们会主动接入政府主管部门和为我们提供信贷服务的金融机构、保险公司,让行业主管部门和业务服务部门可以坐在办公室里如亲临一线一样,知道猪场的存栏状况、健康状况,让大家安心地开展管理和服务工作。”

据京东农牧方介绍,已经有越来越多的养殖企业开始接触来自互联网公司的智能解决方案,其签约的养殖企业包括吉林精气神、哈尔滨信诚、重庆六九畜牧、四川元宝等。

回到田野和牧场

随着越来越多的年轻人走出乡村走向城市,“人才荒”成为精气神这样的养殖企业的难题,何况随着智能技术的运用,对于传统养殖企业来说,对于人才也出现新的渴求。

虽然现在对云计算、物联网等术语信手拈来,但精气神CEO精气神孙延纯也表示,“比如什么是IoT(物联网),过去我就不懂……我们企业很多的这些从事养殖技术人员,需要提高信息化的能力。”

智能农牧技术在农业领域的应用,或许成为多身怀技术的年轻人回归家乡甚至走向田野的一个契机。

目前在养殖场地的技术团队,由京东方面进行派驻。京东农牧副总经理李佳隆介绍,目前派驻至养猪场的员工有两类,“一种是做技术的,就是传统我们认为那种程序员。我们派过来的是里面的精英,自己能从后端数据库服务器到中间端平台端一直到前端、和互联网系统连接……都可以搞定的这些人,我们会派出来。现在技术人员一般常驻是3到5人。然后施工指导,大概有3到5人。”

这些派驻人员的薪资,往往远超过养殖企业自身的薪资水平,按照李佳隆的计划,“我们会培训更多的不是我们的员工的施工团队……因为初期阶段我们需要把所有的工作都做好了,然后安装好了之后,我们这边就全面撤离,按我们安装指导(人员)指导出来的那些人,会在当地附近周边设一个中心,辐射周围两三个省,做后期的维护、安装、报修等等,所有的活动都他们来负责。”

对于引入智能技术后养殖场的改变,精气神CEO孙延纯说,“那种重复性很多、规律性很强的,我们都希望能通过机械和人工智能技术来解决。”

不过,人工智能养殖并不能做到完全地替代所有的工种,在母猪接产、疫苗使用等方面,仍需要更多的专业性人才。

“一些工作特别精细、需要去掌握度的、凭经验进行判断(的工作),可能就更需要人工来操作。再一个方面,就是(需要)进一步加强关于育种、关于动物营养方面的技术(人才)水平。”

不只是养猪,李佳隆介绍,京东农牧的智能养殖系统在养牛、养鸡、水产、种植等方面,也都将发挥作用。

从宏观来看,智慧农业也大有可为,包括阿里巴巴、华为、京东、网易等科技企业正在投身这一产业。华为X Labs研究预测,到2020年,智慧农业的潜在市场规模有望由2015年的137亿美元增长至268亿美元,年复合增长率达14.3%。