中国畜牧业协会副秘书长刘强德：元宇宙，距离畜牧业有多远

 

非常开心再次来到辅音云讲堂，今天我想给大家分享的主题是“元宇宙，距离畜牧业有多远”。近期涌现出来的Chatgpt、数字人、元宇宙等名词跟农牧行业会产生怎样的关联？会给农牧行业带来怎样的变革？如果把这三个要素融合到一起，又会对我们畜牧业产生怎样的影响？当然我也不是专家，仅仅将我自己的理解跟大家简单地分享。

 

 

智能畜牧对于我们行业来讲，是一个相对普遍的运用技术，现有的智能模块来解决整个养殖效率和科学精准决策的同时，下一步则是按照大数据的思维方式，如何去整合这些智能化的模块？来变成一个耦合的智能畜牧模型？如何让它更好地为我们畜牧行业服务？这里就需要提一个新的概念，我想这也是智能畜牧的升级版，即元宇宙。2023年，也就是今年突然火极一时的Chatgpt，把它放到元宇宙的界面当中，进而到现实中去实现我们畜牧业的转型升级，又会发生翻天覆地的变化。所以，我想这是一个层级渐进、未来可期的演变。

 

 

一、农牧业的转型机遇

作为农牧行业的从业者，过去我们讲散养，但整体来讲，现在我们由原来的散养到规模化、标准化和现代化。今天再提起畜牧业的时候，更多想到的是智能化和信息化，即数字化的一个现代产业模式。目前，畜牧业到了新的转型升级的节点，从经营角度讲，适度规模化、标准化是大势所趋。从生产角度讲，科学养殖是必然，减少饲料浪费，增加转换效率（替代豆粕行动，反刍动物的过瘤胃蛋白、脂肪，生物饲料，发酵饲料等），从而让有限的畜禽生产出更多的肉蛋奶。从效能角度讲，畜牧业全链条的智能化、数据化，实现了在养殖全链条过程中，面向群体的粗放式管理转为面向个体的精细化、及时化、数智化管理。原来一群猪出栏之后，我们去看这群猪的经济效益、养殖的健康状况、料肉比情况等，属于事后。而智能化模块的植入之后，我们可以随时了解当下每一头猪的信息，随时根据智能化的数据，诊断出需要改进的地方，保证当下及未来能够创造出最佳的经济效益。从消费角度来看，我们一直在倡导供给侧结构改革，也在不断调整各种新产品的结构，来满足我们消费者日益增长的对美好生活的这种需求。原来是企业生产什么，消费者就买什么，我们叫b to c的这样一个生产模式，今天我们可以做到定制化的生产，叫c to f，可以满足消费者个性化需求，进而来去调整当下畜牧业的产业结构。从营销角度来讲，传统的大众消费转向抢占消费者心智的品牌战略，其中包括O2O的数字化营销、自媒体营销。我们今天一直在讲乡村振兴，我认为乡村振兴是三农工作的抓手，产业兴旺是乡村振兴的抓手，品牌强盛是产业兴旺的抓手，数智赋能是品牌建设的抓手。作为农业和农村经济的重要组成部分，中国畜牧业发展在"双循环"战略格局下正面临新的形势，需要利用现代信息技术加速转型升级，实现由传统向现代、由粗放到精细、由低效向高效的高质量发展。

 

 

二、农牧行业迎来数智化时代

从2018年到2023年这5年，应该算是翻天覆地地改变了我们行业推进的一个重要技术变革，用各种智能模块来大大提升我们的生产效率，解决我们原来在畜牧生产中遇到的一些困难，把应用场景越来越细化，应用的产业链条也越来越全。

 

1、智能畜牧概念

所谓智能畜牧，是将畜牧生产过程中的饲喂、环控、穿戴、监测、称重等人为操作，用一系列相应的自动化硬件设备来替代，之后通过动物信息传感器、设施设备传感器、环境系数传感器等持续采集数据并上传到管理软件进行计算机存储、监测和智能分析，逐渐形成产业互联网系统（AIoT），指导生产，提高效能。关于智能畜牧业的历程，我们把2018年作为智能畜牧元年，因为这一年，很多的智能技术慢慢地开始转向我们的畜牧行业，也在行业中出现了很多应用型的智能模块。2019年给智能畜牧加了把火，非洲猪瘟持续肆虐，由于这种场景的需求，包括5g的应用，也给智能畜牧起到了一个加速的效果。2020年“大数据”普及，2021年“元宇宙”加持，2022年WEB3.0,卡塔尔世界杯黑科技等，技术变革一定会带来商业模式的变革以及在智能技术应用方面的一些提升。

 

2、智能畜牧发展目标

智能畜牧解决了两个问题：一是精细化管理，通过数据实时采集、分析和反控制能力，实现了从面向群体的粗放式管理到面向个体精细化管理的转变，这是智能养殖的核心优势；二是数据的集成和数据的决策，在精细化管理的基础上，通过数据的分析、处理，建立算法模型，利用数据进行透明化、科学化的决策。这是智能养殖需要突破，也是未来畜牧业智能化发展的重要需求。借助ABCDER(AIot、Blockchain、Cloud、Data、Edge、AR\VR）等技术手段，自动采集整合牧场全流程环节的各项数据，从而实现集团中心、基础数据管理、畜禽系谱档案、畜禽生产档案、精准饲喂、健康监测、繁殖管理、物资管理、自动称重分群、防疫诊疗、环境控制、智能提醒、统计与分析、销售记录、病死畜无害化处理记录等功能，对牧场进行全生命周期的监控、运营及事件预警。而过程中，机器自我学习是突破点：一是智能畜牧是要实现软件系统与硬件设备能够在不同的场景进行自主计算并实现自主精准的决策和互动，最终达到智能化、无人化操作；二是构建精细化养殖模型，如精准饲喂模型、动物发情监测模型、疾病预警模型、环境控制模型等，修正人的经验，从而实现精细化管理。

 

 

 

三、智能畜牧业的应用升级

1、智能畜牧如何进行应用升级

首先加强推动智能感知、智能分析、智能控制技术与装备在畜牧全产业链的集成应用，围绕环境、饲喂、疫病、行为分析、育种、废弃物处理等核心业务，实现数据之间互联互通、共享共建，解决畜禽养殖需求，提高动物福利。为畜牧行业提供全过程的数字化解决方案。而我们现在所要做的智能畜牧的第一步，就是要建立畜牧产业链中的各个智能模型，提升生产管理效率，提高人员福利及动物健康，增强科学决策等。下一步需要建立“耦合智能模型”，围绕“商业最佳经济效益”目标，将各个模型、因子统一到一个综合AI模型中。

 

2、影响经济效益的因素

我们养殖的最终目的是获取最佳的经济效益，今天影响我们的经济效益因素非常之多。第一，生产环节。动物健康、圈舍环境、动物营养、生长阶段、采食情况、料肉比（料蛋比）、合理生长速度、原料便捷合理。第二，价格信息。原料价格、未来出栏价格（以“量利价”为核心研究指标，“质替情”为辅助指标搭建了系统、完善的数据体系）。第三，其他因素。发情繁殖（猪的PSY，鸡500天产蛋数、牛羊繁殖率等）、人工成本与人员福利、粪污处理及环境友好等。围绕这些因素，我们智能畜牧业所需要建立的各个模型模块：精准饲喂模型、动物发情监测模型、疾病预警模型、环境控制模型、动物行为模型、进猪指数模型、出栏指数模型。伴随这些模型的建立，需要相应的智能传感器、机器人、AI摄像头、智能称重设备、云存储、云计算、边缘计算等各种软硬件，温度、环境气体、微生物、粉尘、动物行为（扎堆、张嘴频率、呼吸频率、步数频率、声音、体温等）具体数据因子，还有饲料原料的便捷采购和营养指标数据库、全国或大区畜禽存出栏数据库、价格周期波动图谱数据库、消费影响因子数据库、增重曲线数据库、免疫程序数据库、疾病健康图谱数据库、进出口数量和价格数据库。因此，智能畜牧的第一步，就是要建立畜牧产业链中的各个智能模型，提升生产管理效率、提高人员福利及动物健康、增强科学决策等。这种“块状模型”仍是“单一因素思维”，下一步就需要“耦合思维”，围绕“商业最佳经济效益”目标，将各个模型、因子统一到一个综合AI模型中。总之，我们需要做到畜牧产业各个环节的最佳“耦合链接”：采购合理（易得便捷，性价比），动物健康、生长（产量）速度最佳，料肉（蛋、奶）比适中，销售相对高价等，为此，不断学习、修正耦合模型。原来，饲料配方是根据教科书的营养标准、经验值来生产出相对固定的各种饲料；今天，饲料营养配方是一个动态的最佳配方方案，所以，未来的饲料厂家与养殖场之间的关系不再是简单的甲乙买卖和服务关系，而是营养服务师的角色。因此，技术改变了，角色改变了，商业模式也会发生改变。

 

3、畜禽饲养精准管理技术

简单地来描绘一下耦合智能模型的一些应用场景。第一，饲养精准管理。精准饲喂以精准、高效、个性化定制为主要特征，根据动物营养、生长状态、生长环境、效益目标等多种因素，形成针对不同养殖对象的饲喂配方和方案。第二，精准饲喂决策支持系统。集成企业现有的饲料配方系统、企业生产信息报表，实现饲喂配方智能管理和饲喂过程异常报警。第三，精准饲喂技术创新重点。设计更加符合畜禽体结构且易于穿戴的传感器节点，加快部分智能饲喂技术的推广应用，推进其他畜禽种类智能饲喂技术的研究与应用，尽快推动人工智能、机器人、5G等技术在智能饲喂方面的应用。我想随着未来技术不断加速发展，装备升级，畜牧行业将面临的不止是数智化升级，还要探索现实与虚拟世界的无缝连接，留给业内外的想象空间巨大。

 

 

四、畜牧业元宇宙

1、元宇宙概念

元宇宙是集成移动互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链、VR、AR、MR等技术，按照物理世界运行规律打造成的数字虚拟空间。元宇宙空间不是一个独立的虚拟空间，是一个与物理空间相互映射、协同互动的数字虚拟空间，是越来越真实的数字虚拟世界。随着信息技术的持续创新和深入应用，元宇宙中万事万物发展运行规律与物理世界中的人、事、物发展运行规律越来越趋同和逼近。进而使得人类不仅可以利用元宇宙虚拟世界开展社交娱乐活动，还可以利用元宇宙中虚拟的技术、资金、人才、物质进行生产生活模拟实验，为人类探索发展提供重要技术平台支撑。与现有网络空间相比，元宇宙空间因有更加逼真的模拟物理空间运行规律，而使其具有更好的沉浸体验感和模拟仿真支撑能力。

 

2、元宇宙在农牧业领域的应用

在农牧业领域，元宇宙技术能够贯穿农业产业链全链条，在农业科研、农产品质量安全、农业体验等方面发挥超前的优势。农业科研方面，更多的体现在生物育种。任何农牧业上的创新和进步都需要耗费大量的人力、物力。农业是土地和时间的艺术，农业领域的很多创新都需要一年以上的周期去验证和调整。畜牧业的各项科研和创新也要围绕自然生长周期来开展。“元宇宙”的出现，可以帮助我们缩短周期和成本。众多农业科学家利用已有知识建立起某一新农作物的模拟涉农变量，或许需要极高的温度、湿度以及长跨度、高变化的温差环境。这样的环境无法在现实进行模拟与追踪，但是将其投影到农业元宇宙环境里，一切都会发生变化。大量新兴农作物、牲畜将会以数字的形式出现在农业元宇宙中，通过不断模拟其背后的涉农数据，或许可以找出在现实生活里培育的可能性。

 

我们来看几个可能具体应用的场景。第一，畜牧育种。即把以前的真实信息VR在一个模拟环境中，实现对动物从器官、组织、系统到整体的精确模拟，通过操作者的调控，“虚拟动物”将能模仿真实动物做出各种反应，这对模拟动物生存环境、动物营养需要、遗传资源固化和品种选育等具有重大意义。第二，耦合智能畜牧升级版。通过监控畜禽生长状态，制定精细化的养殖策略。通过现实世界中各类传感器获取畜禽发育过程的实时数据，利用畜禽个体的数字档案在元宇宙中实现数字孪生。养殖从业者可以在元宇宙中实时查看畜禽个体的生长状态，如进食量、排泄量、运动量等，农业元宇宙中畜禽养殖系统将对畜禽个体健康情况进行评估，辅助畜禽养殖从业者进行决策。第三，疾病模型。利用农业元宇宙中畜禽养殖功能实时监控畜禽个体的生长状态，对食欲下降、排便频次增加或减少、精神状态下降等异常状况及时向畜禽养殖从业者发出预警，通过农业元宇宙中的专家会商系统让专家能够跨地域实时观察和了解畜禽个体状况并做出合理的研判，专家建议及元宇宙智能预测结果及时向畜禽养殖从业者反馈。第四，食品加工。在虚拟环境中设定好加工机器人运动规划方案，模拟现实世界进行食品加工，再将虚拟数据信息映射到现实中的机器人，完成自动化的食品加工生产，将大大降低食品加工厂的生产成本，并让食品口味、品质实现标准化成为可能，完成大规模量产。总之，元宇宙技术应用将会为畜牧领域技术研发攻关研究提供虚实结合的仿真平台，包括生物育种、生物医药、畜牧装备制造、养殖流程监控、疾病诊疗、精准饲喂、智能环控、发情繁育、动态饲料营养配制、大数据行情预测、生产效能监测、生命科学、信息科学、材料科学（适应农牧业特殊环境需求）等；提供人机全面融合、沉浸式设计仿真环境。

 

3、元宇宙在智能养猪交互界面的应用

某公司推出养猪元宇宙，通过倾斜摄影、数字孪生、BIM、3D建模等技术，利用三维引擎实现养殖场信息三维沉浸式展示，通过连接养殖系统及物联网系统实时获取并展现养殖场内环境、饲喂、设备及生产相关信息。生产管理者可以及时了解场内全方位信息并控制场内生产。场外人员可以通过沉浸式场景身临其境了解场内的各种信息，包括猪场栋舍建设信息、猪群生产信息、舍内环境信息、猪只饲喂信息、猪只健康状态以及猪场的能源消耗情况。通过养猪元宇宙，集成猪场养殖环境数据，达到了以下效益：（1）实时对猪只的舒适度进行评估和报警，同时对于报警信息通过虚拟世界的干预反馈到现实世界，通过虚实互动实现最优的养殖环境，最大化猪只生长效率，减少不利环境给猪只带来的潜在疾病风险; （2）以模型结合数字的形式展示猪场信息，除了猪场显式建筑和设备外，场内地下埋管、隐蔽工程也可以数字化呈现，减少了人员离职造成的信息缺失;（3）沉浸式的场景让场外技术人员和管理人员如同亲临现场，获取现场第一手信息，从而减少了人员进场造成的成本和生物安全风险; （4）AR远程选猪，提高了选猪效率，同时也避免客户进场选猪造成的生物安全风险;（5）VR教学加速了员工掌握技能的速度，减少了教学成本，增强了教学效果。

 

4、农牧产品品牌营销“预”见元宇宙，又将发生怎样的“凤凰涅槃”

试想一下，元宇宙平台里，我们销售品牌牛肉会是怎样的场景？他会让你身临其境，感受到牛的来世今生，对牛肉的高品质、食品安全、美食烹饪有着沉浸式的感受，你看到的不是二维世界的触屏，而是三维、甚至四维（时间穿梭）空间里的存在，你可以变幻着各种角色参与，真正实现“一念天地，万物随心”的元宇宙式沉浸体验。另外一个就是沉浸式农牧业体验催生新三产融合业态。农业正在改变过去“面朝黄土背朝天”的传统形象，也吸引了越来越多的消费者愿意参与到农业生产中。利用元宇宙的虚拟世界，结合现在流行的农业游戏等项目，可以让消费者体验到虚拟农场、虚拟种植基地中的沉浸式乐趣。将元宇宙技术应用于农庄休闲体验项目中。通过使用元宇宙技术，可以尽情激发游客的想象力、创造力以及增强他们的立体空间感，成为一个人们游戏娱乐的空间。

 

 

5、元宇宙的愿景

把元宇宙理解是一个虚拟的人类社会，人类进入这个虚拟社会里，以“数字化的方式存在” 。“元宇宙”世界里，我们人类有了第二身份，随时可以进入到这个世界，好似自己有了第二个生命，就像在另外一个世界还有一个自己。引用《寻梦环游记》的经典对话：“死亡不是生命的终点，遗忘才是”。再伟大的灵魂，只能随着肉体的消亡而灰飞烟灭，但是元宇宙为我们创造了一个始终在线的数字分身。或许可以载着我们从肉体凡胎的此岸，到达超脱轮回的彼岸。总之，随着元宇宙技术的发展，人类将可能利用信息技术创造一个更加与物理世界趋同的高级形态的数字孪生空间，为人类创新发展提供新的空间环境。

 

回顾过去，畜牧智能化的发展路径与中国畜牧业的发展环环相扣，相互促进，协同发展；展望未来，在畜牧养殖行业的发展中要看见数智价值，开拓创新、融合共生。技术在进步，行业在前行，畜牧业智能化的新时代已到来。“数智畜牧，万物互联，道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期！”

 

本文摘录自辅音云讲堂

讲师：中国畜牧业协会副秘书长刘强德

主题：元宇宙，距离畜牧业有多远