不喂飼料“喂”數(shù)據(jù)?懂AI的工程師成了好漁民
圖①:李脈(右)在觀察韭菜的生長情況。
圖②:李脈在通過電腦查看魚菜共生系統(tǒng)情況。
以上圖片均為劉輝攝
這頭,重慶梁平區(qū)魚菜共生數(shù)字工廠,空無一人,投喂系統(tǒng)自動為鱸魚精準(zhǔn)投餌;那頭,重慶中心城區(qū)辦公室,李脈坐在電腦前,遠(yuǎn)程觀察、遙控,生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)诫娔X。
“我是工程師,也是新漁民。”作為重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)數(shù)字化技術(shù)員,李脈笑著說。以前喂魚,主要是根據(jù)經(jīng)驗投飼料,現(xiàn)在主要依靠AI養(yǎng)殖系統(tǒng)智能投喂,他的工作主要是給AI養(yǎng)殖系統(tǒng)“喂”數(shù)據(jù),將其訓(xùn)練得更聰明、更有經(jīng)驗。
樓下養(yǎng)魚,樓上種菜。通過管道連接,實現(xiàn)魚菜共生。梁平區(qū)這個小工廠藏著大技術(shù)——在魚池,智能化算法控制投餌機,根據(jù)魚的攝食需求適時適量投喂,傳感器自動監(jiān)控水溫、水深、溶解氧等情況;在蔬菜棚里,養(yǎng)魚尾水處理為水溶性肥料,通過管道輸送給蔬菜,大幅減少了尾水污染物排放。
農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,數(shù)字技術(shù)必不可少。2022年6月14日,人力資源社會保障部向社會公示18個新職業(yè)信息,農(nóng)業(yè)數(shù)字化技術(shù)員名列其中,李脈也從工科轉(zhuǎn)向農(nóng)科,專心為農(nóng)業(yè)插上數(shù)字翅膀。
不過,李脈的養(yǎng)魚之路并非坦途,可謂一波三折。
俗話說,“養(yǎng)魚先養(yǎng)水”。傳統(tǒng)養(yǎng)魚模式依賴?yán)蠋煾档慕?jīng)驗,而工廠化養(yǎng)殖依靠傳感器監(jiān)測水質(zhì),成功關(guān)鍵在于精準(zhǔn)監(jiān)測。
“2022年,我們吃了一次大虧。”李脈回憶道,之前,水質(zhì)監(jiān)測傳感器穩(wěn)定性差、預(yù)測不夠精準(zhǔn),導(dǎo)致水質(zhì)調(diào)節(jié)不及時,大批鱸魚染病而死。
重慶市農(nóng)科院引進水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)專家,成立專項小組,針對水質(zhì)監(jiān)測傳感器、水質(zhì)因子預(yù)測預(yù)報AI模型、水質(zhì)調(diào)控與養(yǎng)殖裝備的工藝參數(shù)配比等關(guān)鍵問題進行集中攻關(guān),形成水質(zhì)多參數(shù)在線采集器、水質(zhì)智能預(yù)警系統(tǒng)和水質(zhì)調(diào)節(jié)工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),能夠精準(zhǔn)察覺水質(zhì)變化,保證鱸魚健康生長。
水質(zhì)有保障,如何精準(zhǔn)投喂飼料?投喂不足,鱸魚生長速度減緩,投喂過量則浪費飼料、污染水體,甚至滋生疾病。
飼料成本約占養(yǎng)殖總成本四成至八成,因此,制定科學(xué)的投喂決策實現(xiàn)自適應(yīng)停止投喂,是目前智能投喂需要解決的主要問題。
李脈本是工科出身,缺乏養(yǎng)殖經(jīng)驗,他深入田間地頭請教老漁民,到養(yǎng)魚工廠親身參與生產(chǎn)投喂,了解鱸魚攝食習(xí)性,制定“試投+等分疊加”投喂策略:每次先試投一些飼料,根據(jù)鱸魚搶食造成的水面水花,判斷是否繼續(xù)投喂。
“如果鱸魚搶食積極,水花面積大,就設(shè)定為繼續(xù)投喂,反之停止。”在專家教授指導(dǎo)下,李脈和同事們將這個投喂策略進行數(shù)字化轉(zhuǎn)化,形成AI模型,成功研制智能投餌機,有效降低養(yǎng)殖成本。
精準(zhǔn)投食,鱸魚愈加肥美,一般一斤左右上市最佳。以前一般將魚撈出,測量稱重,但容易致其損傷或患病,如拍攝魚水下圖片,又因不同濁度下水折射不同,且魚的姿態(tài)變化多樣,圖片容易“失真”。
針對這個問題,李脈和大伙開發(fā)基于水下立體視覺的魚生命信息監(jiān)測系統(tǒng)。首先,將不同規(guī)格的魚麻醉撈出,拍攝魚圖片,讓AI系統(tǒng)記住不同尺寸的魚有多重;其次,研究在不同濁度下水折射問題,對水下魚尺寸信息進行“修正”;最后,采用窄通道框架,讓魚統(tǒng)一姿勢進入,便于拍準(zhǔn)魚的尺寸信息。
“數(shù)字化養(yǎng)魚,實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖,讓田間變成工廠,沒有經(jīng)驗的人也能做好養(yǎng)殖,讓更多人吃上好魚。”李脈介紹,在梁平魚菜共生數(shù)字工廠,魚的生長周期縮短約一半,餌料節(jié)省約20%,養(yǎng)魚的單位面積產(chǎn)量超過池塘10倍,蔬菜的單位面積產(chǎn)量也是陸地栽培的10倍以上,“我們的AI養(yǎng)殖系統(tǒng)已經(jīng)是一個經(jīng)驗豐富的老師傅了。”
如今,魚菜共生工廠還需要設(shè)備檢修人員,下一步,重慶市農(nóng)科院計劃持續(xù)優(yōu)化迭代魚菜共生AI工廠數(shù)字孿生云平臺,實現(xiàn)養(yǎng)殖設(shè)備在線查看、自動控制、生產(chǎn)管理記錄、智能預(yù)警,最終實現(xiàn)無人漁場。
看著各地同行和專家學(xué)者紛紛前來參觀梁平魚菜共生數(shù)字工廠,李脈頗為自豪,“這行當(dāng),選對了。”