上海嘉定区离市中心相距几十公里。在一栋并不起眼的创业小楼里,一家三十人左右的公司已经在此蜗居了三年多。这三年多的时间,他们做着一件让人匪夷所思的事情——AI养猪。
这家公司名叫睿畜科技,创始成员是新加坡南洋理工大学的几位博士。CEO兰嵩和CFO陈浩恺研究的是集成电路设计,首席科学家吴海玲则是专攻数学。
他们几乎都跟养猪没有什么关系,但在新加坡相识之后,共同选择了养猪这项原始而传统的行业。
截至目前,睿畜科技仅仅有30人左右的规模,成员来自电子、机械、软件、算法、兽医、畜牧等专业背景。他们已经在AI养猪的路上小有建树,比如研发出了AIoT养殖平台、可以精准测温的生猪可穿戴设备,以及让生猪身份不可篡改的智能耳标。
除此之外,包括温氏集团、牧原集团、新希望(12.380, 0.00, 0.00%)集团和天邦集团等中国头部养殖集团都成为了这家公司的客户。2018年,这家公司还入选第二期腾讯AI加速器,后者是腾讯于2017年开办的AI项目孵化器,着重关注AI+产业的创业项目。
比智能手机更大的养猪市场
第一个提出要用AI养猪的人是CEO兰嵩。他的父亲曾从事畜牧业、饲料原料等相关工作,所以他从小就对这个行业耳濡目染。有一次,兰嵩在新加坡创业大赛上,看到一个温度计装在婴儿肚子上面测量体温,他突然就有了创业灵感。
“我们为什么不把温度计放在大型养殖动物,比如猪、羊、牛的身上呢?”兰嵩对界面新闻记者说。
在这之后,兰嵩首先在网上进行大量的调查,然后返回了成都老家进行一线考察,经过接近一年时间的研究,兰嵩发现这个灵感并非天马行空。
一方面,中国是全球第一大猪肉消费国,也是第一大猪肉生产国。整个猪肉的产业,再加上它的外围,市值有3万亿元。与猪肉直接相关的产业有1.4万亿元,是智能手机市场的两到三倍。
在中国,每年出栏的猪有6.9亿头,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集团,它去年的出栏量是2200万头,但这还不够北京一个城市的消费量。
另一方面,目前在养猪行业,物联网及人工智能技术的应用几乎一片空白,基本上中国养猪还是靠大量的人力,行业效率低下。
兰嵩说,中国养猪规模和外国体量不一样。欧洲养殖都是一千头的小户比较多,而这在中国只是一个中小型的规模养殖户。而且国外很早就引进了ERP系统,行业信息化程度高,这提升了管理和生产效率。
但中国因为养猪体量太大,需要用人进行分级式的管理,但人的经验是很难去复制的,加上信息化普及度不高,所以在中国基本无法复制国外的模式。
但是,在管理庞大规模的人口和交通方面,国内的AI应用相对成熟,比如智能安防、智能城市等。所以兰嵩认为,管理如此大规模的猪,AI同样大有可为。
一个很简单的例子是数猪。在诸多中小型养殖场里面,要准确无误地数出总共有多少头猪是一件极其困难的事情。一方面,猪会生老病死,还喜欢挤在一起。另一方面,雇人来数猪,可能会出现虚报和瞒报。因此猪场中猪的准确数量一直是个谜。
另外提高母猪的产仔数也是一个难点。中国和西方的产仔数,每头母猪每年能相差10头左右,经济价值大概是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。
“现在一个大型猪场的投资高达上亿人民币,猪,肯定是风口。”睿畜科技的创始人员说,他发现猪场饲料的运输管道跟星巴克烘焙工坊的居然是同款管道。
匮乏的养猪数据
一片蓝海的行业意味着市场足够大,同时也意味着这个行业可能一无所有。人才、技术、数据积累、养殖户对科技的接受程度,都是这家公司创业的重重障碍。
“首先要找到懂技术,又愿意进入猪场的人。”兰嵩说,人才问题在刚开始困扰了他很久,因为行业并没有相关的技术积淀,因此这方面的人才也少之又少。
进入猪场考察也是一个挑战。为了避免给猪场带入外界的病毒,人是不能随意进出猪场的。猪场的生物防控等级甚至比军事基地还高。睿畜科技的一位工作人员说,他的所有衣物都不能进场,他还隔离了48小时,一直在等待健康检测结果。
“为了调研数据,我们的员工常常在猪场里面一呆就是几个月。”兰嵩说,仅仅是动物实验,睿畜科技就做了好几年。
他强调,这个市场很大,但缺乏信息化管理,其中最缺的是数据。因此他们想做的事情是通过物联网和人工智能技术,帮助行业收集并分析猪的相关数据。
给猪带上“耳环”
睿畜科技第一个想突破的技术是给猪测温。
母猪排卵的生理周期是21天,如果错过了,母猪就要空窗很多天,生产效率就会下降。传统的母猪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,很多畜牧专业的本科生进猪场工作3年,都还没能力做母猪查情。
睿畜科技发现,母猪在排卵期前后,体温会有一个特别的变化。可以借助AI算法把这个特征找出来,从而准确地找到排卵时间。这样就能更好地查情配种,以此提高产仔数。
如何让母猪佩戴可穿戴测温设备呢?他们首先参考的是养牛。牛的脖子上会佩戴项圈,项圈有计步等功能,获取的数据可用于了解牛的生理状况。但问题在于,猪太胖了,没有脖子,所以这个想法行不通。
最后他们决定开发猪的测温耳环——电子医生。团队给自己定了3个月的时间去实现,开始设计、打样、开模、开发配套软件。结果到了猪场做测试后发现,猪甩了两下头,耳环掉了。
“给猪做可穿戴设备比给人做更难,因为人不会刻意摔手机,但猪会撞、会打架。”睿畜科技的结构设计师来自富士康,他一开始对给猪做耳环信心满满,但产品测试应用的失败,持续打击着他的信心。
研发人员说,猪生活的环境四周是铁栏杆,猪又喜欢甩耳朵,不免会撞击产品。猪群之间还会撕咬打架,增加佩戴稳固的不确定性。
另外,猪圈的环境非常人能想象。猪生活的环境有尿液,粪便,还有发酵的饲料,猪场氨气浓度高,耳朵还有汗液等分泌物。这就要考虑腐蚀性环境对材料的影响,因此对产品的防护等级要求很高。另外,这款产品作为一款信号采集和发射装置,还要考虑猪场金属栏杆对信号的干扰。
猪耳朵也是不可忽略的因素。猪耳朵厚度因品种、猪龄、个体差异不同,因此产品佩戴在猪耳朵上的位置会有差异,引起佩戴松紧程度的不同。
“所以我们要通过大量持续的动物实验,来观察产品有没有让猪佩戴不舒适,避免造成猪不开心。”上述研发人员说。
兰嵩认为,解决以上问题,要综合电子、机械、物理、化学、生物、兽医等多个学科的知识,是一个庞大的系统工程。这里面有多个变量因子,而且互相之间还是不独立的,要验证所有变量,不断缩小范围,直到找到最优解。
最后研发电子医生的时间从3个月变成了2年。从结构改良到信号调试,这家公司开发了六代产品。他们的动物科学实验员需要长期驻扎在猪场进行测试,以便不断迭代这款产品,好让猪戴得牢且舒服。
在最新的一代产品上,电子医生测到的温度与传统的测温方式相比,温差已经可以控制在0.13摄氏度以内。
数猪和称重
第二个想突破的技术是数猪和称重。
在养猪行业中,养两三头猪,数猪不是难事。但是当养殖规模超过一百头、一千头、一万头的时候,数猪会变得非常困难。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。第三个是雇人来养,而人会出于各种目的瞒报和虚报。
称重也是个大问题。传统给猪称重的方式是用秤,人必须把猪赶上秤,再把猪赶下来。但问题在于,猪的胆子很小,遇到威胁的第一反应就是往后缩,所以会越赶越乱。因此赶猪是猪场里面一个特别难的技术活,赶猪人都是按提成收钱的。
睿畜科技从交通摄像头获得灵感,在猪场的天花板上安装俯拍的摄像头,利用AI技术分析图像,帮助规模化养殖集团管理猪。因为摄像头安装在猪场天花板的顶棚上,所以产品也命名为天蓬系统。
系统通过识别图像中的猪并进行累加,解决数猪的问题。系统还提供了轮廓提取功能,可以重构出猪的三维体型和体重。另外还可以从系统中看到某只编号为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。也就是说,天蓬系统解决了规模养殖场的关键数据录入问题。
虽然这些AI技术已经比较常用,但要应用在猪场,仍然是一件非常困难的事情。
天蓬系统的应用流程涉及基建的安装、调试、系统接入等流程。从数据采集到算法上线应用,前期遇到过很多问题。例如,猪舍具体情况很多时候靠人描述,但最后往往会发现和实际的千差万别。
“有一次,研发人员在办公室做基本的模拟测试后,交付相关人员到达猪舍开始安装设备。但摄像头装上去之后,我们打开画面后傻眼了,视野完全被黑色通风装置挡住了,镜头下黑漆漆的。”研发人员说,工作人员必须在现场做评估,当场出解决方案。
目前,天蓬系统可以实现点数准确率100%,估重准确率在96%以上。
猪的身份证
猪的身份在中国也是一个难解的问题。
实际上,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。耳标上面印有猪的身份标号。如果吃到的猪肉出现了任何问题,可以通过这个标号查到这头猪是哪来的、是谁养的等等信息。
但问题在于,耳标是发到农户手里,让其自行佩戴的。许多农户并不愿意给猪戴耳标。国家规定出栏前三个月戴,但许多农户出栏前才戴上。
因为不戴耳标有“好处”,比如骗保,农户买1000头猪,但只买100份保险,如果有猪死了,农户可以说这头猪是他一百头投保中的一头,这就可以省了900份的保费。
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。
为了解决虚假戴耳标的问题,睿畜科技选择在钳子上加入电子模块,并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AI技术。”睿畜团队的成员说,但在这之前都没有人去研发和尝试。
这些数据最直接的作用是建立追溯体系。此外,睿畜科技通过把数据开放给政府,帮助养户成为当地的规模化示范场。同时,通过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。此外还可以帮助农户,使他们的理赔过程变得简单。
AI养猪的未来
作为南洋理工大学的创业孵化项目,睿畜团队当时在学校的支持下很快成长起来。为寻求更广阔的市场空间,他们将事业版图搬到中国,先于2015年底成立上海睿畜电子科技有限公司。其后又以四川省作为战略试点,于2017年初成立成都睿畜电子科技有限公司。
前几年的时间里,无论是受到的关注度还是营收,睿畜科技都并不算多。直到2018年的某一天,一位大客户敲门了。
“在生猪可穿戴设备最后做得差不多的时候,我们接到一个意外的电话,对方是国内的大型养殖集团之一,他说他们一直在全球范围内寻找一款产品,去解决猪的测温问题。”睿畜科技工作人员说。
这给了这帮苦苦研发的人员极大的信心,他们认为,养猪行业并不像想象中那么排斥科技,其实行业也在渴望变化。
紧接着,大型养殖集团都陆续找上门来,公司的订单也开始源源不断,现在睿畜科技已经和温氏集团、牧原集团、新希望集团、天邦集团等头部养殖企业达成合作协议。而在得到腾讯青睐,成为了AI加速器的成员之后,很多投资人,资源方也陆续进来。同时睿畜科技也跟腾讯开始合作畜牧行业专属的智能网关。
其实,许多大公司都在关注AI在农业领域的应用。去年,腾讯AI Lab团队的成员协同国内外农业专家和学生,搭建出一个农业人工智能系统,在荷兰一间温室里种植黄瓜。种植全程没有人工操作,通风、光照、施肥和打顶这一系列工作都由AI 自动收集环境数据,通过深度学习和计算,进行判断和决策,再驱动温室里的设备元件完成。
“行业对于新技术的接受度还需要一些时间。此外,产品的研发确实也非常难,不仅需要开发硬件、算法和软件,还必须到猪场进行动物实验。但最近猪场的生物防控愈发严格,这也在增加动物实验的难度。”兰嵩说,AI养猪这件事,他们并不着急,会耐着性子继续做下去。