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      這個世界太瘋狂,機器人給小豬當“乳娘”!

      2022-06-13

      文章轉自 機器人大講堂

      有機器人街頭賣藝

       

      人形機器人攬客

      有機器人進廠打工

       

      協作機器人擰螺絲

      有機器人餐廳跑堂當上菜小生

       

      送餐機器人上菜

      隨智造升級春風襲來,機器人使用也開辟了新天地!

      這不,近日機器人又點亮了“克隆二師兄”的新技能。

       

      前段時間,一頭普通的“代孕”母豬懷孕110天后,順利誕下7頭克隆純種小長白豬成為世界首次自動化操作完成克隆全流程獲得的克隆動物。趙新科研教授團隊也正式成為世界上唯一實現機器人操作及自動化操作克隆全流程的團隊。

      ▍機器人克隆豬?魔幻但真實!

      機器人與動物克隆兩者相差十萬八千里,使用機器人進行動物克隆這種魔幻現實又是如何實現的呢?

      機器人大講堂了解到,南開大學趙新教授科研團隊對自動化操作克隆技術的研究是 在國家重點研發計劃項目支持下,聯合天津市農業科學院畜牧獸醫研究完成。

      趙新教授科研團隊通過細胞受力分析,利用顯微視覺,建立最大厘米級、最小亞微米級分辨率的全局視野,提高了自動化操作克隆技術的操作效率,從而實現了基于最小力的克隆操作自動化和克隆操作批量化。同時,通過細胞內應變評估,降低了克隆操作過程對卵母細胞的損傷,提高了克隆操作后胚胎的發育率,從而實現了克隆操作精準化。

      自動化操作克隆技術的采用將克隆成功的囊胚率,從人工操作的10%提高到自動化操作的27.5%,囊胚率提升2.75倍,較之前實現大幅提升。趙新教授科研團隊從機器人操作到自動化操作,進一步擴大了我國克隆技術在世界范圍內領先優勢。

       

      自動化操作克隆技術的研發又為何能列入國家重點研發計劃?趙教授團隊又為什么要選擇小豬進行機器人克隆呢?

      原來,出于飲食習慣和人口數量,我國對二師兄的需求一直比較旺盛,但由于發達國家對我國引進曾祖輩原種豬進行封鎖,我國只能引進退化快的祖父輩原種豬,通常經3年左右繁殖即退化,不斷重復著原種豬引進、退化、再引進、再退化的惡性循環,種豬產業嚴重缺少優良原種豬資源。而用克隆技術大量擴增祖父輩原種豬,是解決種豬育種問題的有效方案。

      但人工克隆操作步驟多、難度大、效率低,勝任克隆操作的人員極度短缺,不能真正解決大量生產祖父輩原種豬需求的難題,這使得大范圍推廣克隆技術用于種豬育種存在瓶頸,自動化操作克隆技術對于提升克隆成功率具有顯著成效,其技術難關攻克對種豬育種問題乃至其他動物育種產生重要推動作用,也因此,趙新科研教授團隊的研究受到國家重點項目的支持。

      ▍機器人養豬,一直在路上

      值得注意的是,無論是在養殖方面還是在育種方面,包括養豬行業在內的中國畜牧業都面臨諸多困境。

      仍是以養豬業行業為例。

      在過去的10年里,中國人均豬肉消費量超過30公斤。2016年,國內豬肉銷售額最高達到1.4萬億元人民幣,占全年GDP的近2%。2018年,中國居民總計消費5490萬噸豬肉,占肉類總量的62%以上。豬肉作為中國人最常食用的肉類,在中國無疑有著異常廣闊的市場。

      但相較美國等已實現現代化養殖的國家,早前中國養豬行業仍處在轉型升級的階段更依賴人工,也因此,中國養豬往往需要花費更高的人力資源成本。中國工程院院士、動物營養和飼料科學專家李德發便曾表示:“我們養一頭豬的成本,大致相當于在美國養兩頭豬的成本,若能通過養殖方式改革升級將成本降下來,養豬行業的利潤將非常豐厚。

      京東、阿里、網易等同時擁有技術與資本的互聯網巨頭同樣也發現了這一點,紛紛涌入養豬行業,嘗試以科技手段改變養豬行業。

      利用視覺識別技術,阿里巴巴提出了通過掃描豬身上的紋身,由智能養殖系統“ET大腦識別豬豬身份,并建立數據庫,記錄其體重、飲食行為、日?;顒右詸z測豬豬身體健康的智能化養殖方案。

       

      京東更是另辟蹊徑,基于人臉識別,提出了豬臉識別方案。在京東的“智能農場管理解決方案”中,京東部署了一批檢查機器人、自動喂食器和其他物聯網設備,來控制豬的生活環境、飼料供應和廢物處理等勞動密集型的任務。此外,京東還提出了通過豬臉識別跟進豬崽生長情況、免疫信息和身體狀況的AI應用方案。通過豬臉識別,若豬圈里有異?,F象,AI大腦會立刻通知農場的工人,這極大降低了豬的死亡率。

      同時,中國機器人領域也已有企業注意到養豬行業的轉型需求,并開始進軍養豬無人化機器人研發。

      面向大規模養豬的疫情與疾病防控需求,艾利特機器人便聯合哈爾濱工業大學黃博教授團隊,研發了一種利用“豬喝水5-9時機進行疫苗輸注的機器人,率先在行業內實現機器人智能注射成套設備的落地和推廣。

       

      疫苗注射機器人通過電子耳標進行豬只的身份識別,并結合快速移動的機器人與云端數據庫通訊判斷是否有豬需要打針。通過AI視覺進行豬側身與豬臀位判斷,機器人利用耳標與視覺信息進行無針頭疫苗快速輸注。該疫苗注射機器人已經過國內規?;i養殖現場落地測試和使用,機器人完成單頭豬疫苗注射時間4;跨欄注射時間6-9秒。注射機器人可以實現整個豬場逐只全程身份與數據追溯,對于無人豬場的建設具有重要意義。

      ▍機器人×畜牧業,智慧待升級

      巨頭涌入后,在充沛資金的加持下,養殖巡檢機器人、飼喂機器人、人工智能等各類高科技如今均已開始用于養豬行業。牧原股份等企業自動化超級養豬廠的建設運行也正在讓中國養豬行業取代美國成為全球第一養豬大國。

      只是,相較國外而言,中國畜牧行業智慧化程度仍有待創新升級。

      受人口、地理、歷史等因素影響,以家庭小規模為生產和經濟單位的自然經濟,長期以來一直在中國農村生產模式中占據主導地位。在畜牧養殖方面這直接表現為以散養為主、養殖戶規模較小、飼養管理水平相對落后、處于家庭生產副業地位。

       

      這種散養模式與科學化、規?;?、集約化生產的現代養殖業相去甚遠,用不到也根本用不起機器人產品,也因此,在之前中國機器人行業鮮少有企業涉足畜牧養殖業機器人產品研發。

      但近年來,受居民收入水平不斷提升,消費能力不斷增強,對肉、蛋、奶等畜產品的需求快速增長影響,畜牧業已成為我國農業農村經濟發展的重要支柱。畜牧養殖業經營與管理方式也逐漸開始由傳統畜牧業轉型向現代畜牧業發展,越來越多機器人開始參與到畜牧業養殖中,智能畜牧已是大勢所趨。

      種植業和畜牧業是我國農業經濟的兩大主要組成部分。在種植業,機器人領域已有豐疆智能等企業先后進行嘗試。在正轉型向現代化發展的畜牧業,涉足該領域的卻大多仍是以科技巨頭或畜牧名企為主,少有機器人企業進入。相較畜牧業自動化水平已經非常高的國外,中國畜牧業智慧化升級仍有很長一段路需要走。

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