隨著人工智能(AI)、自動化等技術的持續突破,利用傳感器進行數據采集與高速傳輸,并通過物聯網存儲海量數據,正持續推進智能化養殖業發展,逐漸成為推動豬育種向精準化、高效化、智能化轉型的核心驅動力。
從整個養殖產業看,目前智能數據采集技術已在環境智能監測與調控、個體識別及行為監測、體重及體尺測量、精準飼喂等方面有了廣泛應用。
環境智能監測與調控方面,現有的智能環境監測設備可精確捕捉環境中的任何不穩定變化,并在第一時間發出警報和調控指令,提醒養殖人員及時關注異常環境指標,及時干預。
在個體識別及行為監測方面,對豬行為的識別能及時監測豬的狀態,精準記錄生長數據、識別外來豬種、檢測體溫等;基于構建的疾病模型,結合豬的外觀、體溫、行為、糞便情況和進食量,可初步判斷豬是否患有疾病,加快疾病發現和診治進程,防止疾病蔓延。
在體重、體尺測量方面,當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預估體重和體尺。基于LabVIEW的移動測量系統、手持式RGB-D相機等成果,研究者打破了攝像機數量有限、無法全覆蓋等困難局面,利用較高的定位準度和測量精度,為豬體尺、體重的智能化測量提供了新思路。
精準飼喂方面,一般包括信息采集、飼料精準配制和智能飼喂3個環節。一些養豬企業可通過收集豬的數據進行數學建模,分析現階段的營養需要,建立動態營養需要模型。飼養人員結合營養需要、成本、適口性多種因素,利用計算機配方軟件,快速且準確計算出合適的飼料配方,按照采集后數據生成的飼喂曲線,進行少量多次的反饋式飼喂。
除在日常生豬養殖中應用外,智能數據采集技術還作為核心技術應用到豬育種的研究中,當前已開展或未來一段時間仍需進一步突破的應用場景主要涉及3個方面。
一是基因組數據的深度挖掘與分析。首先是基因組選擇育種,借助基因芯片和高通量測序技術,快速、準確檢測豬的基因組信息,并構建高精度豬基因組圖譜,實現對優良性狀相關的基因標記挖掘,為基因組選擇育種提供數據支持。其次是基因組學與表型的關聯,機器學習模型結合基因組測序數據,可以挖掘基因與生產性能之間的復雜關聯,實現精準選育。
二是多組學數據整合與復雜性狀解析。通過對多組學數據進行整合,全面解析豬的復雜性狀,不僅可構建完整的“基因-性狀”調控機制網絡,還能揭示不同基因和環境因素共同影響性狀表現的機制。
三是智能遺傳評估與選種選配。智慧數據采集技術結合大數據分析技術和AI算法,對大量數據進行深入挖掘,實現對豬遺傳性能精準評估,為預測后代性能和選種選配提供科學依據。種豬育種全過程的數字化管理,能減少部分人工成本和數據誤差。
面向未來,隨著5G、量子計算等技術的發展,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,實現從“經驗驅動”向“模型驅動”的轉化,構建“智能豬場-精準育種-綠色養殖”的全新生態,為全球糧食安全與生態平衡提供堅實保障。(印遇龍系中國工程院院士、中國科學院亞熱帶農業生態研究所首席研究員,劉炎系唐人神集團股份有限公司育種總監,本報記者王昊昊采訪整理)
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