张帆, 周梦婷, 熊本海, 杨振刚, 刘民泽, 冯文晓, 唐湘方. 肉牛生理指标智能监测技术研究进展与展望[J]. 智慧农业(中英文), 2024, 6(4): 1-17.
ZHANG Fan, ZHOU Mengting, XIONG Benhai, YANG Zhengang, LIU Minze, FENG Wenxiao, TANG Xiangfang. Research Advances and Prospect of Intelligent Monitoring Systems for the Physiological Indicators of Beef Cattle[J]. Smart Agriculture, 2024, 6(4): 1-17.
肉牛生理指标智能监测技术研究进展与展望
张帆1, 周梦婷1, 熊本海1, 杨振刚2, 刘民泽2, 冯文晓3, 唐湘方1
1. 中国农业科学院 北京畜牧兽医研究所，畜禽营养与饲养全国重点实验室，北京 100193，中国；2. 阳信亿利源清真肉类有限公司，山东 滨州 251800，中国；3. 北京首农畜牧发展有限公司，北京 102600，中国
摘要：[目的/意义] 随着自动化、数智化技术的快速发展及其相关技术在肉牛养殖上的逐步推广利用，肉牛智能化养殖技术研究也取得了一定进步。肉牛的生理指标如运动量、体温、心率、呼吸频率，以及反刍量等变化反映了肉牛的健康或亚健康状态。基于多种传感器采集到的数据以及机器学习、数据挖掘及模型化分析等技术的利用，肉牛的生理指标可由智能感知装备尤其接触式设备自动获取并用于发情、产犊、健康和应激的监测。
［进展］针对肉牛养殖过程生理指标的智能监测技术及其利用价值进行了系统分析，分析了生理指标监测技术在实际生产中的应用现状，总结了肉牛生理指标监测的难点和挑战，并提出了未来发展方向。
［结论/展望］肉牛生理指标的智能监测与利用既提高数据采集的时效性和准确性，有利于提高一线人员工作效率，促进肉牛养殖的智能化水平及健康养殖水平。结合当前中国肉牛实际饲养现状和肉牛生理指标智能监测传感器的研究现状，未来需降低接触类相关设备能耗、提高使用寿命；提高各监测数据的相互融合深度分析，提高监测准确率；加强非接触、高精度、自动化的数据采集分析技术研发，减少人工佩戴设备的工作量和设备使用成本。
关键词: 肉牛生理指标, 人工智能, 智能监测, 传感器, 数据融合
文章图片
图1 肉牛生理指标的监测与应用示意图
Fig. 1 Monitoring and utilization of physiological indexes of beef cattle
图2 佩戴于牛耳、颈和腿不同部位的加速度传感器
Fig. 2 Acceleration sensors attached on the ear， neck， and leg of cattle
图3 牛眼球和耳根的表面温度热成像图
Fig 3 Thermographic images demonstrating analysis of surface temperature of ocular globe and ear base of cattle
图4 牛吸气与呼气时的鼻孔红外图像显示的热变化
Fig. 4 Infrared images showing the thermal changes of cattle nostrils as they inhale and exhale
图5 Mask R-CNN对牛鼻孔区域分割用于呼吸监测及监测结果与观测值的相关性分析
Fig. 5 Mask R-CNN segmentation of beef cattle nostril region for respiratory monitoring and correlation between monitoring results and observed values
图6 无线瘤胃pH传感器结构及参考电极的电解液阀门设计示意图
Fig. 6 Design diagram of wireless rumen pH sensor and electrolyte valve design with reference electrode
图7 利用尾根加速度传感器监测肉牛分娩
Fig. 7 Using tail-root acceleration sensors to monitor beef cattle calving
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来源：《智慧农业（中英文）》2024年第4期
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