日益增長的肉蛋奶等畜禽類產品的需求促使我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)向規(guī)?;图s化的方向發(fā)展,但日益緊缺的畜禽業(yè)勞動力資源卻難以支撐不斷擴大的養(yǎng)殖規(guī)模。隨著信息化、自動化、智能化技術的不斷發(fā)展以及新技術與養(yǎng)殖業(yè)的不斷深度融合,智能養(yǎng)殖技術裝備的研發(fā)與應用已成為促進畜禽養(yǎng)殖行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的關鍵,對提升我國畜禽養(yǎng)殖產出效率、降低生產過程對勞動力的依賴、實現產業(yè)的綠色高質量轉型發(fā)展具有重要意義。
養(yǎng)殖環(huán)境對畜禽的生理狀態(tài)、健康狀況以及生產性能的影響日益受到現代養(yǎng)殖業(yè)的重視,基于環(huán)境參數傳感器、現代通信、自動控制等技術,建立集飼養(yǎng)環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境調控設備管理于一體的畜禽高效安全養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),是實現養(yǎng)殖環(huán)境智能化監(jiān)測與精準化調控,減少畜禽疫病發(fā)生、保障畜禽產品產量與質量安全、最大限度獲得養(yǎng)殖效益的重要途徑。養(yǎng)殖環(huán)境數據感知與傳輸、養(yǎng)殖環(huán)境調控理論與模型、智能環(huán)控裝備及系統(tǒng)集成等已成為養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控技術與系統(tǒng)研發(fā)的重點方向。
準確高效地采集畜禽本體數據有利于分析其生理、健康和福利狀況,是實現健康養(yǎng)殖和提升畜牧產品安全水平的基礎。穿戴式傳感是畜禽本體數據采集的主流技術之一,主要用于采集包括畜禽體溫、心率等生理指標,站、臥等姿態(tài)信息以及休息、快走、爭斗、爬跨等行為信息。穿戴式傳感技術給畜禽帶來一定的應激的同時,裝置被損壞的情況也時有發(fā)生。近年來,拾音器、攝像機等無接觸數據采集設備被越來越多地應用于采集不同養(yǎng)殖環(huán)境、不同生理階段、不同健康水平等情形下的畜禽本體音視頻數據,聲學信號處理、計算機視覺技術被大量應用于從音視頻數據中自動提取畜禽體表溫度、姿態(tài)、行為等本體數據。隨著人工智能技術的不斷發(fā)展,蘊含豐富信息的畜禽圖像、視頻還被用于估測母豬背膘厚度、畜禽心率、呼吸率等以往需用專用儀器測定的指標,大大加快了智能化技術推動健康養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的進程。
開發(fā)以畜禽健康異常識別模型、營養(yǎng)需求模型、作業(yè)對象識別模型等為核心的畜禽健康巡檢機器人、投入品精準管控設備、畜禽舍清洗消毒等養(yǎng)殖作業(yè)智能裝備是改造傳統(tǒng)飼養(yǎng)管理方式,實現自動化、智能化養(yǎng)殖,提高生產管理效率,降低人力成本的關鍵。畜禽自動化、智能化養(yǎng)殖裝備按照具體應用場景可分為固定式裝備與移動式機器人2類,固定式養(yǎng)殖裝備以各類精準飼喂站、畜禽自動分群等裝備為代表。而移動式養(yǎng)殖作業(yè)機器人則可通過自主行走完成畜禽舍內多位置、多畜禽個體的自主作業(yè)任務,主要包括畜禽健康巡檢、畜禽舍消毒、畜禽糞污清理及清洗等。畜禽養(yǎng)殖自動化、智能化裝備是在畜禽養(yǎng)殖關鍵環(huán)節(jié)中實現“機器換人”目標的保證,一直都是智能化養(yǎng)殖技術領域的研發(fā)熱點。
在集約化、規(guī)?;?、工廠化畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的背景下,為更好地發(fā)揮自動化、智能化技術對現代畜牧養(yǎng)殖業(yè)的推動作用,特在《山西農業(yè)大學學報(自然科學版)》組織“智能化養(yǎng)殖技術與裝備”專欄。專欄文章針對我國自動化、智能化養(yǎng)殖技術與裝備領域中存在的一些問題開展相關研究,提出解決途徑,為畜禽養(yǎng)殖行業(yè)健康、高效、可持續(xù)發(fā)展助力。