张腾飞 睿畜科技CTO 一席第641位讲者
我们专业的命运应该是征服星辰大海,怎么就跟养猪扯上了?

大家好,我是睿畜科技的CTO张腾飞。今天给大家分享我们用AI养猪的故事。

AI和养猪是怎么结合到一起去的呢?我第一次从我的好朋友兰嵩那里听到这个词的时候也非常懵。兰嵩是睿畜科技的CEO,我们当时都在新加坡南洋理工大学读博士。有一天他突然找我说,飞哥,你要不要考虑一块儿AI养猪啊。

▲ 左边兰嵩,右边是我。

我很奇怪他为什么会想到我。因为我的专业是地球物理,我们专业的命运应该是征服星辰大海,怎么就跟养猪扯上了?

给大家简单介绍一下,这是我研究的东西。太阳有时会喷出几万公里高的热气流,就是日珥。这个程序能识别和追踪日珥,还能算出来这个日珥有多大,但这和猪没什么关系。

这是我做的另一个项目,用GPS去研究天气。大家手机里面都有GPS,当GPS信号穿过大气层时会有不到1纳秒的延迟。通过这个很短暂的延迟,就能去研究空气的状况。但这也和猪没什么关系。

我确实有过养殖经验。这是我养过最大型的动物。

唯一能和创业挂上钩的,就是我很爱编程,出版过两本书。创业圈有句话,叫做万事俱备,就差一个程序员了。不过我做过面向过程编程、面向对象编程,没做过面向猪的编程,总不能给猪做个王者荣耀吧。所以我确实是很懵的。

不过在他的盛情邀请下,我还是硬着头皮去参观了一次猪场。第一次进猪场可以说是一场灵魂的洗礼。前戏特别多,先是进一个小隔间,还没反应过来,房间门突然关上了,然后就开始喷气,红光灯一闪一闪,给人感觉像是进了毒气室。

▲ 其实这是雾化消毒。

然后换衣服、洗澡。我所有的衣服,从外衣到内裤全锁在了柜子里,不能进场。 这张是我洗澡后在生活区拍的照片,那天因为洗澡次数太多,有点脱皮。

▲ 洗完第八遍澡后。

我在生活区隔离了48小时,一直在等我的健康检测结果。这个猪场是亚洲最大的单体猪场,里面有16000头母猪,每年能产400000头小猪仔。场长说,怕人带菌进来,所以这里的防控等级比军事禁区都要高。简单地说,就是猪嫌我太脏。

最后终于进到养殖舍。一抬眼,白花花的全是猪。

整个猪场的棚有300多米长,四五十米宽。棚舍下面都是带胎的母猪,待在小格间里,防止它们动了胎气。

它们有非常好的自动投喂系统。上面的这些管道叫作料线。饲料通过管道运输,等到饭点会同时放料,你可以想象那个万猪涌动的画面,非常壮观。

▲ 据说是星巴克烘焙工坊同款管道。

另外大家看看地板,上面有缝隙,叫漏粪板。粪便会从这些缝隙里漏下去,下面24小时运转的刮粪机马上就会把它带走,所以并没有想象中堆积如山的污物。

▲ 看一眼漏粪板全景。

场内还有新风系统。这个场地里的气味,大家可以想象一下,还是比较美妙的。一个是臭,另外一个是氨气含量非常足,所以你的眼睛会不自觉地流泪。但是经过新风系统的处理,在猪场外是闻不到什么臭味的。

▲ 猪场外的风景。

当时场长告诉我,这个猪场投资超过了一个亿。我当时心想,这么多钱,那甭管什么AI养猪、高科技养猪,肯定有人会买单的。不是有句话说吗,站在风口上猪也能飞。所以我就决定加入这个创业团队,一起去搞AI养猪。

我们第一个想解决的问题是给猪量体温,因为体温对于生物防控而言很关键。猪场有温度计,传统的测量方式就是插肛门,但是大家可以想象一下这个体验,猪不会喜欢,人也嫌麻烦。

所以除非看到猪的采食量减小,或者它的行为异常,工人才会去测温。这样一来,很容易错过最佳的治疗和隔离传染源的时机。也就是说,测温测得好,病死率很快就能降下来。

体温还和另一件事相关,就是产仔。给母猪配种产仔,是所有养殖的开端。但产仔这件事,中国做得并不够好。中国和西方的产仔数,每年1头母猪能差大概10头。10头是怎样的概念?大概3000块人民币。也就是说,中国每养一头母猪就比丹麦、荷兰这样的国家少赚了3000块钱。

为什么呢?因为查情没做好。母猪排卵的生理周期是21天,如果错过了,那母猪就要空窗那么多天。现在查情完全依赖人的经验,得有人赶公猪,有人按母猪的背,有人去查看阴户。发情特征又是排卵期的行为表现,有时挺微妙的,很多畜牧专业的本科生进猪场工作3年,都还没能力做查情。

有没有更稳定的特征呢?我们想到了体温。母猪在排卵期前后,体温会有一个特别的变化,借助AI算法就可以把这个特征找出来。准确地找到排卵时间,就能更好地查情配种,产仔数也可以提高。

所以无论是出于防疫还是查情的需要,体温都是关键。那能不能让母猪安安静静地戴一个可穿戴设备,随时监测它的体温呢?猪用的可穿戴设备应该长什么样?

我们当时很困惑,就去参考一些现成的案例。一个是参考牛,牛的脖子上是有项圈的,有时这个项圈会有计步器等功能,可以通过数据了解牛的生理状况。但我们看了一下猪,猪太胖了,没有脖子,所以这个想法不行。

我们后来就更直接地想,可穿戴,可穿戴,给它做件衣服不就行了。婴儿有这样的产品,在小衣服里面嵌一个温度计,这样妈妈就可以知道孩子的身体状况。

不过猪不爱穿衣服。我不得不做这样一个叫作保定的操作,实际上就是拿绳子拴住猪的鼻子。猪的鼻子很敏感,你保定住它,它就一动不动了。

▲ 右边是我。

马甲终于穿上了。但没撑多久,很快就被撕烂或者挣脱了。所以给猪穿衣服这个想法算歇菜了。

▲ 第一代失败产品小马甲。

我们就想其他的方式。测温的时候大家还经常会测耳温,那能不能给猪戴一个可以测温的耳环呢?

我们给自己定了3个月的时间去做这件事,开始设计、打样、开模、开发配套软件……紧锣密鼓,热火朝天。样品出来了,欢天喜地,赶紧到猪场做测试。

猪甩了两下,耳环掉了。

但我们没有放弃,3个月算什么,我们6个月解决这个问题。这就是第二代产品的第一个版本,比小马甲已经强多了,它的本体会佩戴在猪的耳扇上,探头部分深入到耳道内测温。

后来我们接受了第一个版本的经验,把探头部分做了一些明显的改动,让它的材质更适合佩戴。大家看,样子很漂亮,像马卡龙。不过还是同样的命运,也被甩掉了。

 

然后我们就做了再下一代。这一代软硬适中,戴是能戴上去了,但还是有问题,信号传不出来。它采集的信息必须通过无线电传出来才有效,但是无线电这东西调起来就是个玄学。

最后3个月变成了2年。不得不说,产品不好不能怪客户,客户就是上帝。只是我们这位客户确实有点特殊,三四百斤重,破坏力、冲撞力都很强。大家可以想象,买一个科技产品的时候,我们作为人类是很爱惜的,会充电,会各种保养,但猪它不太领情。

所以整个产品所经受的考验其实是非常大的,比如说防水。这是我们在做实验,往水里面加高压气体,然后看设备里有没有气泡冒出来。

我们负责结构设计的小哥哥来自富士康,他以前做过手机,做过智能手表的防护,所以刚接手这个项目的时候信心满满。但没想到给猪做可穿戴设备更难,因为人不会刻意摔手机,猪会撞、会打架。他做到后面也是灰心丧气,很怀疑这个东西到底能不能做出来。

这个产品一直做到第六代。我记得第六代进场做实验的那天,兰嵩接了一个现场的电话。他通常会问一些常见的问题,都是我们之前掉过的坑:

戴上没有?戴牢了没有?猪应激大不大?信号传出来了没有?温度是不是准的?……

他问着问着,我突然觉得这事靠谱了。因为通常他问两三个问题就得摔电话。他当时把电话挂了之后,我们俩没有拥抱在一起,没有大家想象中很基情四射的这种画面,就是安静下来了,没怎么说话。因为我们都明白这两年是怎么过来的。

这就是我们的第一款产品,我们称它为电子医生。它是全球的第一款,也是到现在为止唯一一款可以精准测温的猪只可穿戴产品。

▲ 第六代,泪目。

它测到的温度与传统的测温方式相比,温差是小于0.13摄氏度的。这是非常难获得的一个结果,想象一下,外面随便刮一阵风,或者外界温度的变化,都可能给测温带来干扰。

为了解决这个问题,我做了一个温度校准模型,终于用回了我的大气专业。我拿以前用的OpenFOAM,一个数值模拟软件,做了一个猪的耳道。虽然长得比较方正一点,但它的尺寸比例是对的。

做完数值模拟之后,就要设置物理环境去验证这个自动校准模型到底对不对。我们做了一个模拟的猪耳,右边那个就是。

这个模拟的猪耳是拿硅胶材料的飞机杯削出来的,它中间有腔体,正合适。旁边是一个恒温水槽,39摄氏度。有时候我们会调到38.5摄氏度,因为猪的体温会在这个温度附近浮动。

这是我们观测到的一个发烧事件,可以看到体温升高了。

升高之后,我们马上就会收到一个报警短信,告诉我们这头猪发烧了。

第一次收到短信的时候,我们全都欢呼雀跃,啊呀这个猪终于发烧了,终于发烧了。后来想想不对,赶快通知现场的工作人员去处理。

刚开始让他去打药处理,他还不领情,说这猪吃也是正常的,睡也是正常的,怎么会发烧呢。后来逼了他两三回才去量了一下肛温,结果确实是发烧了,赶紧把药打上去。大家可以看到,体温很快就降下来了。

在这两年的研发时间里,我们基本上没有做市场推广,因为也不好意思拿这样一些失败品出去。但在最后做得差不多的时候,我们接到一个意外的电话,对方是国内最大型的养殖集团之一。

他说他们一直在全球范围内找一款类似的产品,去解决测温的问题。丹麦的一家供应商告诉他们,说好像有家新加坡的公司在做这样的一个产品,因为我们的创业团队最开始是在新加坡成立的,其实说的就是我们。

提到这件事是想说,这个行业对科技的接受度并不是大家想象中那么低的。经过这两年的时间,我也对养猪行业有了更深的了解。

中国是全球第一大猪肉消费国,也是第一大养猪国。整个猪肉的产业,再加上它的外围,市值有3万亿。而猪肉直接相关的产业有1.4万亿,是智能手机市场的两到三倍。

在中国,每年有6.9亿头小猪出生,也就是说中国人每年每人要吃掉半头猪。在北京、上海这些比较富裕的地方,猪肉消费会更多。中国最大的养殖企业是广东的温氏,它每年的出栏量是1900万头,还不够北京一个城市的消费量,这就是中国的市场规模。

温氏集团是什么样的一个地位,中国第一,世界第二。随着它的发展,它会在近两年内成为人类历史上管理动物个体最多的公司。但是大家知道,管工业品容易,管1900万只动物是很难的。

我们来看一件最简单的事,数猪。如果你只养了两三头猪,数猪不是什么难事,你天天盯着呢。但随着养的数目越来越多,这就不简单了。为什么呢,一个是猪会生老病死,第二个是猪有时候会叠在一起、挤在一起。第三个更难,当养殖规模超过了一百头、一千头、一万头的时候,你必须雇人来养,而人会出于各种目的瞒报虚报。

▲ 图中几只猪?

所以随着猪的数目的增加,规模化的养殖集团效率会降低。我们当时就想,怎么用一种科学的方式来数猪。我们想到了交通摄像头。它可以拍车、拍人、数数,规模增加也无非是增加一个摄像头的事儿。

▲ 图片来源:图虫创意

我们很开心地试验了一下这个想法,在猪场的天花板上安装了俯拍的摄像头。因为它安装在天花板的顶棚上,我就把这个产品命名为天蓬系统。

这就是天蓬系统的界面,里面使用的是一些最新的AI技术,比如说深度神经网络等等。但这些技术的应用并不罕见,而且这个我熟啊,以前用来看太阳日珥的。

 

所以我们很简单地就可以通过识别和累加解决数数的问题。这个系统还提供了轮廓的提取功能,可以通过图像去重构猪的三维体型和体重。

 

这其实也是猪场的一个难点,就是怎么给猪称体重。传统的称重方式都是用秤,人必须把猪赶上秤,再把猪赶下来,整个过程非常混乱。猪胆子很小,遇到威胁的时候第一反应就是往后缩,你越赶它越退,越赶越乱。所以赶猪其实是猪场里面一个特别难的技术活,赶猪人是按提成收钱的。

天蓬系统测重的准确率达到95%以上,所以这就解决了一个关于规模养殖场的关键数据录入问题。此外我们的天蓬还可以提供一些其他的功能。比如说可以看到这只编号为XXX的猪今天有没有运动,有没有靠近采食区吃东西,是不是在打架。

这个系统并不只是一个纯粹的展示。我们再举例温氏集团,它有六万家养殖户,每一个技术服务员要覆盖的服务半径是40公里。以前技术员时间都花在路上了,进场只有几分钟,宠幸猪的时间很短。现在相当于每头猪配了一个24小时的护理,技术员远程就可以了解猪场内的情况了。

也是因为这样一些原因,我们的产品获得了温氏集团前董事长温鹏程先生的认可。他说我们做的东西代表整个产业的一个未来。温先生是这个行业的传奇人物,是改革开放之后的第一代养猪人。他带着簕竹的几位村民办合作社,一直到今天发展成一家市值千亿以上的上市公司。他把很多股权赠送给了华南农业大学,让科研与养殖紧密联系在一起。

这个行业不乏科技养猪的探路者,我们充其量也就是第二代、第三代。

但是话说回来,温氏这么庞大的体量和规模,也只占了中国养殖体量的3%。养猪行业的前八名,一半以上是我们的客户,但他们的养殖体量也只占到了这个行业的7%。中国还有50%以上的猪肉是由那些中小散户养出来的。

这些中小散户的科技投入也好,信息化水平也好,数据透明度也好,都是非常差的。我们不知道自己吃到嘴里的猪肉是哪来的,是从怎样的一个流程中产生的。这样一个问题实际上也困扰了非常多的畜牧工作者。

这是四川农业厅的一位退休厅级干部写下的笔记,有点乱。他那天拉着我讲了两个小时,讲什么呢,讲中国的生猪追溯系统。

中国早在十年前就开始推广以耳标为代表的生猪追溯系统。耳标我们可以把它理解成戴在猪耳朵上的一个耳环,上面有猪的身份标号。如果你吃到的猪肉出现了任何问题,可以通过这个标号知道这头猪是哪来的、是谁养的等等信息。

这样一个系统全部由农业部财政支出支持,但是即便如此,耳标的使用效果仍然不理想。2013年,上海发生黄浦江漂死猪的事,打捞上来的大部分死猪都没有耳标。

不戴耳标有“好处”,比如骗保的问题。农户买1000头猪,但只买100份保险,等到哪头猪死了,他就说这头猪是他一百头投保中的一头,省了900份的保费。

这个问题出在哪里,在于这个耳标是发到农户手里边让他自己去戴的。因为地理很分散,不可能派人一家一家地去戴。但发下去之后,农户不戴。国家规定说出栏前三个月戴,我不戴,等到要出栏的时候我才戴上。我挑好的戴上,不好的去哪了?不知道。

到了屠宰场的时候,防疫人员说,你这个标看着好新啊。他说我们家干净,六个月前戴的。你根本没法去证明和执法。

传统的耳标是通过这样一个工具给戴上的,上面是一个钳子,通过钳子的握力把一公一母咬合,扣在猪的耳朵上。

我们可以做些什么呢?我们可以在钳子上加一个电子的模块,增加激活和建档的功能,耳标一戴上猪耳,就会激活并发送一条信息。这条信息包含了谁,在什么时间,在什么地方,是真的戴标还是假的戴标,以及这个标号是什么。

这里边用到的技术,比如识别标号、鉴别真假戴标所用的动作识别等等,都是非常基础的一些AI技术。

最开始推行这个新系统的时候,我们挺担心养户会抵制这个东西。这是四川的一家小型养殖场,它的母猪规模应该只有几十头,我们就在这里推广戴标。

这张照片的背景里站着一位大概50多岁的老人,他整个过程中一直跟着我们,给我们递烟。我们心想,这个老板太奸诈了,想拖延我们,这不行,赶快戴标,戴完标走人。

但没想到第二天,这位老板主动打电话联系我们,约我们出来喝茶聊天。他很真诚地说,他并不想耍花招来逃脱监管,但周边的环境不允许。当地有一些养殖户不好好养猪,专门骗保,如果他不骗保一身干净的话,别人就会为难他。有些基层的查勘理赔员收入很少,他们中有相当一部分需要靠一些灰色收入维持生计,所以也会怂恿他骗保。

聊到了最后,他要去接女儿放学。他叹了口气说,一辈子就会养猪,要是养不了猪了,他还真不知道干什么。

我们就感叹为什么会这样呢,他是真正爱猪的人,但他的猪养得不安心,面临的困难太多太多了。他经济没有那么宽裕,国家很多扶持政策,经过很多层的向下传递,可能走了样。他理赔的时候会遇到各种各样的刁难,该赔的不赔,不该赔的多赔乱赔。

借钱更是难。从一个猪仔养成两三百斤可以卖,需要六个月。当他去银行贷款的时候,他手里面作为抵押资产的,只有活猪。但银行有句话,叫家产百万,带毛的不算,活猪是没办法作为标的物的。所以这段时间里,他必须自己想办法垫付钱款。

这是我第一次感受到技术能带来的人文关怀。我们想改变这个局面,我们开始想,怎样用透明的信息,给这些农户带来切实的好处。

我们做的最直接的,就是把数据开放给政府,帮助这家养户成为当地的一家规模化示范场。我们把数据开放给很多省市的保险公司,帮助他们把赔付率降下来,同时也帮助农户,使他们的理赔过程变得简单。

未来我们还考虑去做金融,帮他们更好地贷款。但是不得不承认,在这点上我们做得挺失败的,因为耳标所带来的数据非常单薄,而更复杂的天蓬系统之类的技术,这些农户是负担不起的。我们还在努力。

所以说到底,AI养猪无非是一套新的技术,它给这个行业带来一些变化的可能,有可能让养猪变得简单。

我们的团队现在30个人,80%的人力和时间都花在研发上。这30个人中有4名是博士,其他的人来自电子、机械、软件、算法、兽医、畜牧等等的专业。

这个行业太需要人才了。我也很希望在座的各位,如果听了我的演讲,对养猪感兴趣的话可以联系我。不过要提醒大家的是,养猪真的很苦,很难。

最近大家都知道,在闹非洲猪瘟。对于养殖场来说,人不能进出,任何生鲜的东西也不能运进场,因为有可能会带菌。所以为了让实验不停,我们的工程师和动物实验员一直驻扎在场里,除了方便食物、压缩食物以外,可以吃的无非就是淀粉类和猪肉。他们已经吃猪肉吃到要吐了。

这个面条是他们周末自己做的。

养猪行业实际上在很长一段时间内被污名化。我被问过,中国的猪是不是都是瘦肉精养出来的,但其实中国的瘦肉精管控比美国严格。当然中国也有中国的问题。我们使用抗生素比较多,但是为了生物防控,完全不用抗生素会有很大的问题。这个不是解决不了的,现在生物防控方面在以一种矫枉过正的方式去补以前的课。

我也亲眼看到过江浙地区的一个养殖场被周边的村民围攻。无论这位养殖场主投多少钱在环保上,村民都要向环保局投诉,堵猪场的门,甚至打猪场工人。可猪场都拆了不干了,大家就吃不起猪肉了。

也有人跟我说,我们这样养出来的猪“是没有灵魂的”。我也很想让猪活得好一点,但本质上现在的畜牧业不那么讲究动物福利。当然西方好一点,但也没差太远,无非是西方的土地更有保障,可以一定程度放养。我们不是不想放,而是中国真的没有这么多畜牧土地去做放养,这样的情况下只能做高密度养殖。

如果说中国想“有灵魂”地去养猪,需要的养殖土地是现在的很多倍,猪肉的价格也会提高好几倍,猪肉会变成只有少数人能吃的奢侈品。大家还觉得可以接受吗?这是不现实的。

这个行业太落后了,我们现在做的东西只是很小的点。有人说,你要做人工智能不是很简单吗,云资源是无穷的,直接把视频上传上来,帮你清点一下有多少头猪不就行了?立刻一个问题来了:农村的养殖场哪来这么高的网速?这完全是一个信息化基础设施的问题。

我们做这个行业是为了什么呢,我每天也在问自己这个问题。我每次从猪场回来,第一件事情就是洗澡,但洗完澡之后头发还是有味道。

我想这个行业给了我答案。我曾经问一位养猪的大佬,你对AI养猪感兴趣,是不是因为想要把猪肉卖得更贵一点?他说不,你错了。你们这些城里孩子不知道,中国人的猪肉还远远不够吃呢。他想让中国更多的人能吃上猪肉。这位行业大佬在90年代放弃了城里很体面的兽医工作,开始养猪,到现在身家百亿,他还是在朝着这个简单的目标在做。

这个行业是值得大家关注的,70万的畜牧工作者,还有那么多中小散户,他们期待更多的社会关注,更公平的判断,以及更多资源的投入,让这个行业发生更大的改变。最大的受益人是谁?其实说白了,是我们每个吃猪肉的人。

谢谢大家。

+完整演讲稿
我用AI养猪
#社会 /北京/2018.10.21
我们专业的命运应该是征服星辰大海,怎么就跟养猪扯上了?
评论(54)
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张严心
0 0
《。》
2019/02/18
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成东青
1 1
以技术手段切入一个行业现状,先讲明当今大火的AI技术给中国养猪业到来的红利:测温系统、天蓬系统等;2.AI技术运用有一定成果后,将专利转化为应用,进而切入养猪市场、企业之中,表达当今养猪市场的偏大和特征:超过智能手机的产业链、大半散户和占比极少的大型养猪公司;3.最后由宏观转向微观,正如lecture所说,散户决定这个世界第一养猪大国和猪肉消费国的前景。对于个体农户的帮助,切入人文关怀;农业厅前领导对于猪肉市场的分析、经验…现实的隔膜、压力、指责,都是养猪业、甚至全人类畜牧业都要攻克的难题。
2019/02/15
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0 0
加入我们吧18522128888
2019/02/14
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那些阳光明媚的岁月
0 0
最近 罗杰斯也说过,未来20年,中国的农业很值得关注,养殖业跟农业可能都算是 体量比较大的传统产业,应该都有比较大的市场吧……
2019/02/14
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一席鼓励分享见解、体验和对未来的想象,做有价值的传播。2012年成立于北京,一席现场演讲,目前在北京、上海、广州、杭州、深圳、武汉、香港、台北等城市举办。