返回案例库
畜牧/养殖国内

挺好农牧用AI视觉加机械臂测量种猪背膘:准确率98%,效率提升60%

挺好农牧科技研发的"智探者"系统,通过3D摄像头、多轴机械臂和AI算法自动测量种猪背膘厚度,将单次测量时间从15分钟缩短至20秒,准确率达98%,误差率比人工降低40%,有望推动全国母猪存栏量从4000万头降至3000万头。

背景与挑战

中国拥有4000多万头母猪,每年出栏约7亿头猪,产量占全球的50%。然而,超过90%的猪种来自国外品种,本土猪种的市场占比仅3%。种猪育种的科学性和精准性直接关系到整个行业的效率。

在种猪育种中,背膘厚度是一个至关重要的指标。母猪的背膘厚度直接决定它能生多少头小猪:太瘦(背膘低于10毫米)生不出来,太胖(超过22毫米)也生不好,最理想的范围是11到14毫米之间。要培育优质种猪,需要持续监测这一数据,从80公斤一直测到120公斤,观察背膘变化曲线是否符合标准。

传统的背膘测量方式极为原始:技术员需要先将猪赶到固定区域,然后拿着B超探头在猪背上找准一个叫"P2点"的特定位置,通过B超图像读取数据。

这一过程面临三大难题。猪不配合: 一头成年母猪身长超过一米八,体重接近200公斤,公猪可达220到280公斤,需要4到6个人协作才能完成一次测量。定位困难: P2点不是标记在猪身上的,完全靠技术员的经验判断,而猪的体型、肋骨位置、姿态都在变化,新手经常找不准,老手也会因为猪的突然移动而偏离。人才短缺: 养殖场环境恶劣,年轻人不愿从事,有经验的技术员非常稀缺。

因此,大多数育种场一年只测一次背膘——只有一个数据点而没有完整的变化曲线,根本无法实现精准育种。

AI解决方案

挺好农牧科技董事长刘美华团队研发了第二代设备"智探者",这套系统包含三个核心组件:一个3D摄像头,负责实时捕捉猪的耳标、体型、姿态,判断P2点位置;一个多轴探头,能灵活伸缩、避开障碍,实时跟随猪的移动保持探头贴合;一套AI算法,专门分析B超图像,自动识别并生成背膘厚度数据。

整个测量过程高度自动化:猪走进测量区域后,摄像头先识别是哪头猪、P2点大概位置,机械臂自动伸出探头轻贴猪背开始扫描。猪如果移动,机械臂跟着动,始终保持探头贴合。扫描完成后AI自动读取B超图像生成数据,全程不超过20秒,"就像给猪挠一下痒痒,完全不打扰它吃饭"。

实施过程

研发过程远比想象中艰难。2019年,团队做出第一代原型机,信心满满地拿到养殖场测试,结果完全不能用:猪圈光线不好,摄像头看不清;猪一直在动,机械臂跟不上;猪身上都是泥和粪便,探头一碰就脏,影响B超成像;加上猪圈温度高、湿度大,设备经常出故障。

第一次失败后,团队花了两年时间重新设计。核心理念从"教机器做动作"转变为"教它看懂场景、理解行为"。这意味着AI不仅要完成机械操作,还要理解猪的行为模式,预判猪的动作,实现真正的智能化测量。

系统准确率的提升也经历了一个渐进过程。初始准确率只有80%,通过不断优化算法、积累数据,最终达到98%。

一个颇具说服力的验证案例来自国内一家龙头养殖企业。该企业一开始对系统持怀疑态度,提出进行四天对比测试:每天用人工和机器分别测同一头猪的背膘厚度。第一天人工测出11.3毫米,机器测出8.9毫米,差了2.4毫米,养殖场认为机器误差太大。但机器在第二天测出9.2毫米、第三天9.1毫米,数据高度稳定。第四天,养殖场安排更有经验的技术员重新人工测量,结果是9.8毫米——证明第一天的11.3毫米是人工测量错误,机器连续三天的稳定数据反而证明了其准确性和一致性。该企业随即签署了合作协议。

后续更大规模的对比测试显示,机器测量的误差率比人工降低了40%,效率提升了60%。

成效与数据

测量效率: 单次测量时间从传统的15分钟缩短至不超过20秒,可实现每天测量,持续跟踪每头母猪从80公斤到120公斤的背膘变化。

准确率: 系统准确率达98%,误差率比人工降低40%。

育种价值: 每头猪拥有一份"成长履历表",育种专家能清楚看到脂肪沉积的全过程。例如某些猪90公斤之后脂肪猛增说明瘦肉增长潜力有限,背膘波动剧烈可能意味着体质不稳定、繁殖性能差。这些细节在一年仅测一次的传统模式下根本无法发现。

行业前景: 如果育种做得好,一头母猪一年能从生20头小猪提升到28头,意味着全国母猪存栏量可以从4000万头降到3000万头甚至更少,同时保持出栏量不变,对行业效率提升意义巨大。

启示与借鉴

挺好农牧的案例揭示了AI在传统行业落地的几个关键要素:

聚焦明确的痛点。 刘美华的产品从一开始就盯着"背膘测量"这一个点,把它做透了才有了后续发展。很多企业一上来就说要做智慧养殖、数字化转型,但具体解决什么问题说不清楚。

解决"脏活累活"的AI最有价值。 养猪行业大量脏活累活没人愿意干,但这些工作又至关重要。真正能落地、能赚钱、能改变行业的AI应用,往往是这些不起眼但切实解决问题的东西,而非那些看起来很炫酷的应用。

硬件与算法必须协同迭代。 与纯软件AI应用不同,挺好农牧的方案涉及3D摄像头、机械臂、B超探头等硬件的深度整合,第一代原型机的失败正是因为没有充分考虑真实养殖环境的复杂性。从"教机器做动作"到"教它看懂场景"的理念转变,是技术突破的关键。

想获取更多AI落地案例?

关注公众号「AI落地派」获取最新案例推送