我用AI养猪
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。