隨著人工智能(AI)、自動化等技術(shù)的持續(xù)突破,利用傳感器進行數(shù)據(jù)采集與高速傳輸,并通過物聯(lián)網(wǎng)存儲海量數(shù)據(jù),正持續(xù)推進智能化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展,逐漸成為推動豬育種向精準(zhǔn)化、高效化、智能化轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動力。
從整個養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)看,目前智能數(shù)據(jù)采集技術(shù)已在環(huán)境智能監(jiān)測與調(diào)控、個體識別及行為監(jiān)測、體重及體尺測量、精準(zhǔn)飼喂等方面有了廣泛應(yīng)用。
環(huán)境智能監(jiān)測與調(diào)控方面,現(xiàn)有的智能環(huán)境監(jiān)測設(shè)備可精確捕捉環(huán)境中的任何不穩(wěn)定變化,并在第一時間發(fā)出警報和調(diào)控指令,提醒養(yǎng)殖人員及時關(guān)注異常環(huán)境指標(biāo),及時干預(yù)。
在個體識別及行為監(jiān)測方面,對豬行為的識別能及時監(jiān)測豬的狀態(tài),精準(zhǔn)記錄生長數(shù)據(jù)、識別外來豬種、檢測體溫等;基于構(gòu)建的疾病模型,結(jié)合豬的外觀、體溫、行為、糞便情況和進食量,可初步判斷豬是否患有疾病,加快疾病發(fā)現(xiàn)和診治進程,防止疾病蔓延。
在體重、體尺測量方面,當(dāng)前可利用豬的三維圖像或者深度圖像提取體尺的特征點,再通過三維點云圖像的坐標(biāo)預(yù)估體重和體尺?;贚abVIEW的移動測量系統(tǒng)、手持式RGB-D相機等成果,研究者打破了攝像機數(shù)量有限、無法全覆蓋等困難局面,利用較高的定位準(zhǔn)度和測量精度,為豬體尺、體重的智能化測量提供了新思路。
精準(zhǔn)飼喂方面,一般包括信息采集、飼料精準(zhǔn)配制和智能飼喂3個環(huán)節(jié)。一些養(yǎng)豬企業(yè)可通過收集豬的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)建模,分析現(xiàn)階段的營養(yǎng)需要,建立動態(tài)營養(yǎng)需要模型。飼養(yǎng)人員結(jié)合營養(yǎng)需要、成本、適口性多種因素,利用計算機配方軟件,快速且準(zhǔn)確計算出合適的飼料配方,按照采集后數(shù)據(jù)生成的飼喂曲線,進行少量多次的反饋式飼喂。
除在日常生豬養(yǎng)殖中應(yīng)用外,智能數(shù)據(jù)采集技術(shù)還作為核心技術(shù)應(yīng)用到豬育種的研究中,當(dāng)前已開展或未來一段時間仍需進一步突破的應(yīng)用場景主要涉及3個方面。
一是基因組數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析。首先是基因組選擇育種,借助基因芯片和高通量測序技術(shù),快速、準(zhǔn)確檢測豬的基因組信息,并構(gòu)建高精度豬基因組圖譜,實現(xiàn)對優(yōu)良性狀相關(guān)的基因標(biāo)記挖掘,為基因組選擇育種提供數(shù)據(jù)支持。其次是基因組學(xué)與表型的關(guān)聯(lián),機器學(xué)習(xí)模型結(jié)合基因組測序數(shù)據(jù),可以挖掘基因與生產(chǎn)性能之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián),實現(xiàn)精準(zhǔn)選育。
二是多組學(xué)數(shù)據(jù)整合與復(fù)雜性狀解析。通過對多組學(xué)數(shù)據(jù)進行整合,全面解析豬的復(fù)雜性狀,不僅可構(gòu)建完整的“基因-性狀”調(diào)控機制網(wǎng)絡(luò),還能揭示不同基因和環(huán)境因素共同影響性狀表現(xiàn)的機制。
三是智能遺傳評估與選種選配。智慧數(shù)據(jù)采集技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和AI算法,對大量數(shù)據(jù)進行深入挖掘,實現(xiàn)對豬遺傳性能精準(zhǔn)評估,為預(yù)測后代性能和選種選配提供科學(xué)依據(jù)。種豬育種全過程的數(shù)字化管理,能減少部分人工成本和數(shù)據(jù)誤差。
面向未來,隨著5G、量子計算等技術(shù)的發(fā)展,AI與生物育種將深度融合,豬育種將更加深入基因等的研究,邁向智能時代,實現(xiàn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”向“模型驅(qū)動”的轉(zhuǎn)化,構(gòu)建“智能豬場-精準(zhǔn)育種-綠色養(yǎng)殖”的全新生態(tài),為全球糧食安全與生態(tài)平衡提供堅實保障。
