王涵沁：新时代的智慧牧场梦

王涵沁

公司简介

广州市旭珩科技有限公司成立于2018年5月（以下简称“旭珩科技”），其由华南农业大学动物科学学院的王涵沁与几位华农的学生创立。最初团队以深度学习的图像识别技术作为核心，将牧场的生产实践作为切入点，主要开发的产品有母猪分娩智能警报系统、母猪发情智能检测系统、公猪精液分析App等。2018年9月，受非洲猪瘟的影响,旭珩科技决定调整产品结构，用不变的技术和硬件敲开了社区人脸识别方案和智慧酒店管理的大门。

目前公司将之前规划的智慧畜牧业项目暂时搁置，以为社区提供人脸识别技术加强小区安全建设项目和为智慧酒店管理提供硬件为主营业务。公司通过参加不同科技博览会等形式的宣传，已有稳定的客户群体及完善的供货链条。预计2020年公司的年营业额将达到500万元，为后面重新启动智慧畜牧业项目打下更坚实的基础。

图为旭珩科技团队建立之初的合照

 大学期间萌发创业梦，与猪业结下不解之缘

   2015年9月，王涵沁在华南农业大学龙鹰校购做负责人，该团队主要服务于新生，售卖新生用品，在这里王涵沁赚到了人生的第一桶金。关于王涵沁的创业故事要从2016年的夏天说起。当时大三的王涵沁，经过两年的专业课学习她发现自己深深地爱上了农牧行业。农牧行业作为一个传统的行业，存在着技术落后、效率低下等诸多问题，王涵沁想着自己能否为这个行业做点什么。巧合的是，这时王涵沁有幸从一个快毕业的师兄手中接手负责了一个省级的创业实践课题，当时该项目已经入驻了华南农业大学的创业孵化基地，此时的王涵沁欣喜无比，正式开始了创业道路。

   然而，在王涵沁和团队做畜牧场规模创业项目的过程中，他们了解到全国的中小型养殖企业占据我国生猪养殖的70%左右，而这些养殖场大多建设简陋，都存在规划不合理的情况，但绝大部分养殖场都没有足够的资金去重新做规划和设计养殖场。王涵沁和团队更深知，要真正在农牧行业成功的创业并非是一件容易的事。养殖场更多关注的是如何能实现看得见的效益增长，硬件设备不能改都是一次性投入，饲料配方不敢乱动，兽医疫苗也基本没有新的创新的可能。但通过王涵沁和团队在基层学习的经历，还是发现了基层养殖企业存在的问题：母猪作为猪场生产的核心往往决定了养殖场的经济效益，在欧美等发达国家一头母猪每年能提供25头商品肉猪，而我国每头母猪每年仅能提供18头商品肉猪，加上近几年随着进口猪肉的冲击，我国生猪养殖行业一度陷入恐慌。如何提高我国母猪生产效率成为我国生猪养殖行业的当务之急。

   带着这个问题，王涵沁和团队经过深入调查后发现，在猪场生产和管理过程中有三个重要环节严重制约了我国母猪的产能。首先，正常情况下母猪是常年发情的动物，在生产过程中母猪每年可发情配种两次，能准确判断母猪进入发情状况对母猪的繁殖管理十分重要，然而，在我国通过人工鉴定母猪发情的准确率只有75%左右；其次，发情期母猪配种过程中公猪精液的质量严重影响了配种的成功率和产仔猪数量，对公猪精液的质量检测包括精子数量、精子活率和精子畸形率，而这些技术层面的手段对于普通养殖户来说几乎是不可能实现的；最后，在母猪分娩的过程中，仔猪的高死亡率也最终决定了母猪年提供商品肉猪数的低下，初生仔猪活力低下，易丧失体温，在工作人员不能及时介入和护理的情况下极易造成仔猪的死亡，在我国这一死亡率更是高达17%。基于这些重要的发现 ，王涵沁和团队决定紧紧围绕母猪的细节管理来提高生猪的养殖水平。

图为旭珩科技团队在猪场采集数据

整合多方资源，潜心项目研发

   在项目的具体实施过程中需要技术的介入，所以在正式运作前王涵沁和团队考虑了无数种可能解决的方案，但最终都被失败了，最后团队决定采用AI技术。AI技术具有实施快，效果稳定，无需与畜体接触的特点，通过机器深度学习的图像识别技术实现对母猪运动行为的准确分析、对精液的分析以及对母猪分娩过程的识别可以有效的实现对猪发情行为的准确鉴定、精液的快速分析和分娩过程的实时警报。为此，王涵沁和团队联系了四川大学和华南农业大学从事机器深度学习技术研究的桑高丽博士、杨阿庆博士等人，经过两位老师的指导，王涵沁和团队制定了一整套系统的解决方案，并找了多位行业专家对解决方案进行评估，令王涵沁和团队惊喜的是，这个方案得到了国家生猪种业工程技术研究中心主任兼温氏食品集团股份有限公司养猪事业部副总裁吴珍芳教授和广东农垦畜牧工程研究院院长郑业鲁研究员等人的高度认可，并且在温氏集团和广东农垦畜牧工程研究院的大力支持之下开始了项目的研发。

图为旭珩科技团队在办公室开展数据建模讨论会议

精益求精，研发出母猪发情智能鉴定系统

   机器深度学习技术是一种模拟人类大脑学习工作过程的计算机技术，用在图像识别上需要用大量的数据进行视觉训练。王涵沁和团队通过查阅大量的数据和资料发现，在母猪发情阶段母猪会出现烦燥不安的现象，具体表现在站立、犬坐和躺卧等规律的改变。然而，在母猪发情鉴定方案制定时，王涵沁和团队计划采用机器自动识别母猪动作行为并经过统计分析后判定母猪的发情情况，但在方案实施之前需要大量验证母猪的运动行为与发情到底有什么样的联系？靠运动行为判断母猪发情是否真的可靠？于是，在温氏集团的支持和帮助下王涵沁和团队开始了研究的第一步——到现场验证。

   对于王涵沁和团队来说，通过人工观察母猪的运动行为比登天还难，母猪一时坐，一时站，时不时还来一段嬉戏打斗，几头母猪在一起会让他们看得眼花缭乱。于是，王涵沁和团队采用了一种比较“偷懒”的方法，用摄像头做记录。王涵沁和团队在猪栏舍的墙上装了鱼眼摄像头以便记录到整栏三到四头母猪从断奶到配种期间的所有运动行为，就这样拍了大概5000多头母猪从断奶到配种期间的运动行为，而这个运动行为时间的持续天数一般为7-10天左右。拍摄视频对于王涵沁和团队来说并不困难，真正麻烦的是通过视频记录对每头母猪的运动行为进行分类记录，需要将母猪的动作分成站立、躺卧和犬坐等方式，并且分别记录各个动作的持续时间和交替关系。就这样，王涵沁和团队开始了5000*7*24h的“视频慢动作”分解工作，由于工作量巨大，团队的十几个人每天都要投入十个小时以上的时间来处理记录的视频数据，最终，王涵沁和团队用了两个多月的时间终于把5000多头母猪的数据处理完毕。值得庆幸的是，王涵沁和团队数据分析出来的结果和文献报道的完全一致，这也就意味着他们可以通过对母猪站立、躺卧和犬坐等行为的分析来实现对母猪发情的鉴定。

然而，仅仅验证了行为间的相关性对于产品的开发还是不够的，还需要在技术上实现让机器自动识别母猪的行为动作，于是王涵沁和团队采用了机器深度学习的图像识别技术。他们通过将母猪动作行为分为站立、躺卧和犬坐三大类，对收集的大量对应的图片数据进行深度学习训练获得了能准确分辨母猪行为动作的识别模型。经过团队近半年时间的努力，通过将识别模型与自主研发的统计分析模型相结合，他们开发出了第一款针对提高母猪繁殖效率的产品——母猪发情智能鉴定系统。该系统能自动实现对待生产母猪N*24小时的智能监控，通过分析其行为学特征判断母猪的发情状况，并且该系统对母猪发情判断的准确率达到85%以上。该系统在国家生猪种业工程技术研究中心和广东农垦畜牧工程研究院的帮助下，也顺利在广东温氏集团开展了产品的推广和试用。

图为旭珩科技团队在猪场现场调试设备

 以强农兴农为己任，坚守智慧牧场梦

在众多企业和单位的支持和帮助下，王涵沁和团队在很短的时间内进行了母猪分娩智能警报系统和公猪精液质量在线分析系统的开发。“创新驱动生产，创业彰显实力”。畜牧业作为传统农业对新技术的运用是缓慢的，作为新一代农林院校的大学生，王涵沁和团队觉得他们有责任也有能力将新时代的新技术运用于畜牧行业的生产。自从旭珩科技团队建立以来，团队受到了大量畜牧企业和学校领导老师的关心与支持，顺利与多家企业签订了合作开发和采购协议，同时王涵沁和团队积极参加各类创业大赛，都取得了非常优秀的成绩。

图为教育部专家组及华农校领导考察团队的创业情况

图为蔡更元研究员在温氏猪场给予团队现场指导

在2018年王涵沁大学毕业之际，她请教了许多老师和专家是否要继续将项目做下去，经过与老师和专家的交流，王涵沁最后还是下定决心要把项目继续做下去，坚守自己的创业初心。

没有什么事情是一帆风顺的。2018年8月，在旭珩科技成立的第三个月，中国养猪行业出现了非洲猪瘟。王涵沁和团队看着赶超牛肉价格的猪价，就可以想象到猪场的惨烈状态。这对于整个畜牧业来说是一场重大的灾难，对于作为初创企业的旭珩科技团队更是举步维艰。2018年的9月，王涵沁和团队商量后决定调整旭珩的产品结构，用不变的技术和硬件敲开了社区人脸识别方案和智慧酒店管理的大门。目前，旭珩科技将之前规划的智慧畜牧业项目暂时搁置，以为社区提供人脸识别技术加强小区安全建设项目和为智慧酒店管理提供硬件为主营业务。旭珩科技通过参加不同的科技博览会等形式进行公司产品的宣传，现已有稳定的客户群体及完善的供货链条。预计到2020年旭珩科技的年营业额将达到500万元，王涵沁和团队相信，这将为他们后面重新启动智慧畜牧业项目打下更坚实的基础。

创业心得

    王涵沁认为畜牧业从传统的大量人工养殖到信息化，再从信息化到智能化，还有很长的路要走。做为新一代的畜牧人我们义不容辞。广州市旭珩科技有限公司将继续秉承华农动科人的初心，在保证公司正常运转的情况下，继续投入和研发更便捷畜牧场使用的设施和设备，做好数据处理和收集，为我国畜牧业智能化添砖加瓦。

专家点评| 吴珍芳国家生猪种业工程技术研究中心主任、温氏食品集团股份有限公司养猪事业部副总裁

王涵沁是我校动科学院的本科学生，作为动科院的创业典型，她结合自身专业特长、钻研智慧养猪技术。先后研发了母猪分娩智能警报系统、母猪发情智能检测系统、公猪精液分析App，获得了一些大型养殖企业的认可。智慧养殖是我国农业发展的大趋势，希望王涵沁结合专业知识和新兴科学技术进一步应用到畜牧领域，祝福她的团队越走越远。

（图文：王涵沁、华南农业大学动物科学学院）