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随着全球人口的增加，到 2050 年肉类消费量可能会增加 73%。因此，生猪养殖者将会致力于尽最大可能提高单头动物的产量并增加动物饲养密度。智能农业是经常性向农民提供有关健康、福利和生产效率更为详细信息以满足生产需要的工具。目前，哪些技术产品是已经可以使用的，哪些是可以预期的？
——S. Azarpajouh, J.A. Calderón Díaz, J. Lee,
S. Bueso Quan 和 H. Taheri*
智能农业是在畜牧业中通过应用先进技术来监控、建模和管理动物生产。其目的是随着畜牧生产的扩大，通过应用先进技术的手段来提高农民更好的了解个体动物的能力。使用智能养殖技术，农民可以更好地监控个体动物的需求，并相应地调整其管理方法，从而预防疾病、福利和管理问题，并增强畜群健康。现有多种可用于养猪业的智能养殖技术，特别是传感和监测技术，如感应器、压敏垫和测力台、声音系统、摄像系统和射频识别 (RFID)。
传感和监测技术
感应器是电子传感器，可通过测量运动参数来连续录制及记录活动数据的表征变化。感应器相对价格低廉，并可以固定在身体不同的部位，如腿、脖子和耳朵。由于饲养条件及猪自身具有探索的本性，将感应器固定在动物身上可能会遇到一些挑战。
压敏垫可以分析母猪的步态模式，用以提供可靠的跛脚指标，例如较低的步行速度、较小的步幅和较长的站立时间。
测力台是测量腿部的重量分布，可用于通过识别腿部之间承重的差异来评估跛行，因为跛足的动物不愿意在受伤的肢体上承受重量。测量是客观的，具有高度的可复制性。
声音系统可用于有目的、非侵入性的测量，用于各种农业环境中的应激识别和疾病监测。声音系统已被用于检测动物由于应激所发出的声音（例如尖叫声），并使用音频监控系统中的声音数据识别猪的消耗性疾病。声音系统还被用于描述肺部感染引起的咳嗽声音的声学特征，以开发基于呼吸系统疾病声音特征分析的实时咳嗽分类算法，并能够客观地测量与正常呼吸模式的任何偏差。
基于数字视频的跟踪系统在监测猪的性能、健康和福利指标方面价格低廉、可靠且准确。例如，成像可用于通过测量腰围周长、宽度和高度等尺寸来准确估计体重，并根据猪的休息行为模式（例如猪在围栏内的空间分布），通过评估挤在一起的行为来测量热舒适度。摄像机还可以通过从猪的顶视热图像中自动提取耳底温度来评估热舒适度，当使用红外测温仪时，可以将鼓膜位置确定为温度监测的最佳位置；当使用温度传感器，则可以测量耳朵和腰部区域的温度。
此外，成像可以作为交互式软件包中图像分析程序的集成部分，以确定是否需要加热或冷却猪舍。还可以通过视频记录和跟踪行走过程中颈部区域的高度以及步幅与步幅比的变化来辨别跛足和正常的猪只。这种方法可以准确识别高于74% 的即将跛行的猪只。
3D视觉系统可用于自动检测尾巴姿态，并提供农场咬尾预警。数字图像还可以帮助在咬耳爆发期间准确识别伤口和被咬伤的猪只。视频系统的另一个农场应用是通过测量猪只之间的行动速度和距离来检测攻击行为，以对撞击和追逐行为进行分类。
射频识别 (RFID)系统已经在养猪场中被广泛使用，用以对个体猪只进行单独识别和跟踪。射频识别 (RFID)系统的其他应用包括在群体中记录个体猪只的采食模式和饮水行为，射频识别 (RFID)系统在不久的将来能够支持猪只的长期连续健康状况和行为监测。
养猪业的新兴技术
可用于养猪业的新兴技术包括增强现实、人工智能、三维 (3D) 打印和物联网 (IoT)。表1总结了新兴技术在养猪业中的应用。
“增强现实”一词与具有以下特征的技术有关：
• 该技术在真实环境中结合了物理和虚拟对象。
• 该技术能够实时互动。
• 该技术使物理对象和虚拟对象相互比对。
增强现实允许将计算机生成的不同虚拟元素叠加在现实环境上，提供人类感官无法感知的物理要素信息。
人工智能被描述为机器中的人类智能模拟，表现出与人类思维相似的特征，例如学习和解决问题。人工智能旨在理解和设计系统以呈现智能化，例如学习能力、从数据中获取知识、有效行动以完成所指定目标的能力。大数据结合人工智能算法可以转化为有用的信息，以改善养猪场的决策。
另一项新兴技术是 3D 打印。3D 打印被定义为通过逐层铺设薄材料层，基于 3D 数字模型制作物理对象的过程。3D 打印能够制造复制品，尤其是零部件的复制品，通过分布式制造专业设备和传统大规模制造产品的替代品来节省时间和资源并降低成本。
最后，物联网是一项新兴技术的全新典范。该技术是通过高速互联网来连接设备，感应、集合和共享数据，用以处理数据来实现共同目标的能力。
总之，随着畜牧生产的加剧，智能农业增强了农民与个体动物保持联系的能力。应用智能养殖，能够在短时间内收集大量数据来改善猪只的健康和福利管理和监控。
*作者 Azarpajouh 就职于美国爱荷华州立大学；作者 Calderón Díaz 就职于爱尔兰农业与食品发展部（Teagasc）；其他作者就职于美国乔治亚南方大学。
