这碗鸡汤里有“AI的味道”
中国科学报
▲食堂师傅将处理好的乌骨鸡下锅熬汤。
▲赤水乌骨鸡。
深圳大学供图
■本报记者 刁雯蕙
你见过用人工智能(AI)养鸡吗?
在贵州赤水乌骨鸡养殖基地,AI不仅能精准识别“呆鸡”“木鸡”,还能发布野狗、黄鼠狼等野兽袭击的警报,有效避免疫病传播和财产损失。
近日,深圳大学食堂里多了几个“AI鸡汤”档口。火红色的“免费吃鸡”招牌下,前来品尝的师生甚至排到了食堂门外。这些档口后厨做的每一只鸡,都是深圳大学腾讯云人工智能特色班(以下简称深大腾班)的“00后”大学生用AI“养”的。
去年,深大腾班10余名学生走进贵州赤水乌骨鸡养殖基地。在深圳大学计算机与软件学院的老师和腾讯云工程师的指导下,他们采用腾讯AI技术和云平台,历时8个月开发出全球首个乌骨鸡智慧养殖系统。该系统运行半年多,养殖基地的乌骨鸡出栏率提升了30%,增产6万多只。
春节临近,养殖基地寄给深大腾班几百份乌骨鸡和上百份乌骨鸡蛋,同师生分享丰收的喜悦。参与该项目的深大腾班学生决定,请全校师生免费品尝这份带有科技味道的“AI鸡汤”。
用AI守护300多年的传统
去年,贵州赤水乌骨鸡智慧养殖项目启动,首个“贵州赤水乌骨鸡智慧产业研究院”正式揭牌,王翊沣、李文、郭宇航等深大腾班2020级本科生受聘为“AI技术合伙人”。
乌骨鸡智慧养殖并不是王翊沣参与的第一个AI实战项目。2022年,他就曾和15名深大腾班同学一起,历经100多天为汕头特色鹅种——狮头鹅打造了一款AI养鹅小程序,用“鹅体识别”等技术识别呆头鹅、发烧鹅,让鹅群整体存活率提升了30%。AI养鹅项目还获得了第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛广东省分赛金奖。
去年,贵州省赤水市与深大腾班接洽AI养殖技术,希望通过AI技术推动乌骨鸡养殖数字化、智慧化升级,破解延续了300多年的林下散养难题。去年4月开始,王翊沣带领粘天、陈思睿等2021级深大腾班学生,开启了林下AI养鸡的征程。他们到贵州长庚农业的养殖基地调研现场环境和需求,并开展前期部署。
“这是一次现实版的‘变形计’。走过弯弯绕绕的山路进入大山深处,蚊子多如牛毛。由于没有部署好网络,基地信号非常差,一不小心就会同外界断联。”团队成员说。
正是在这样接近原始的自然环境中,赤水才能将传统的山间林下散养模式延续300多年。25万只乌骨鸡零散地分布在1000亩大小的山林里,这种模式能够最大程度保留乌骨鸡丰富的营养和自然的风味,但如此大的面积和数量,也让养殖基地的工作人员难以在第一时间察觉到鸡群的异常体征、行踪或鸡场异物入侵等情况。
为了准确定位和追踪乌骨鸡群,王翊沣介绍,项目组利用目标检测、追踪和行为识别等深度学习和计算机视觉技术,及时发现“呆鸡”和“木鸡”,降低了疫病传播的风险;同时打造“异物报警”功能,让野狗和黄鼠狼等入侵者无法“偷鸡”;还利用温度、雨量传感器等物联网设备监控鸡舍环境。
在山高林密的散养环境中,单纯依靠计算机视觉识别技术进行检测和追踪并不准确,往往一根小树枝的遮挡就会造成相当大的数据误差。对此,项目组成员给乌骨鸡设计了一款可定位、可溯源、能计步数的脚环,结合多需求、多场景下视觉识别、温湿度监控、脚环传感等各类数据,最终形成一套多视角融合的多模态算法矩阵,构成了整个乌骨鸡智慧养殖系统的核心。
从单一场景到立体终端
在王翊沣看来,从汕头到赤水,不仅仅是地理位置和环境发生了变化,更重要的是需求方发生了变化,对于场景和功能的要求随之千差万别。
这意味着,不能简单平移AI养鹅的模式和经验。在腾讯云工程师的指导下,项目组决定搭建一套完整的智慧养殖系统,同时满足养殖基地老板、员工、顾客等不同身份群体的需求。为此,他们打造了“小程序+App+智能大屏”的终端系统,其中智能大屏是整个系统的“大脑”,承担数据存储和处理职责,也可通过数据可视化掌握养殖场的实时动态。
此外,同学们还开发了包括短视频、直播和图文资讯在内的运营功能,帮助养殖场主优化从生产、管理到营销的全流程。
“相较于AI养鹅,乌骨鸡智慧养殖系统更像是一个服务于产业的平台,这的确更难,工作量也更大。”为了帮助学生,身为深大腾班负责人的冯禹洪带领学生赴贵州实地调研、撰写论文、申请软件著作权与专利,手把手带学生体验代码落地产业的全流程。
25万只鸡养在“云”上
王翊沣记得,参加AI养鹅项目时,组员们纯手工标注了6000张图片、30万只鹅,还请很多师弟、师妹帮忙。技术的革新带来了效率的提高,到AI养鸡项目时,项目组已经可以使用腾讯云平台提供的工具进行半自动标注,工作量节省了40%~60%。
除了标注环节,项目组还完成了模型训练、模型部署以及应用开发等工作,在智慧养殖场景下“磨”完了一整圈的模型工程实践。
在腾讯云工程师的指导下,同学们采用混合云部署方式,将不需要上传的数据或本地处理更安全、更快捷的环节部署在本地,将需要联网或耗费算力的直播推流、营销等功能部署在云端。比如,智慧养殖系统的数据采集设备便部署在本地,以确保在养殖基地基站较少、信号不稳定的条件下,工作人员仍能正常进行日常运维。
腾讯云高等教育校企合作华南区负责人王才荣介绍说,在乌骨鸡智慧养殖系统建设过程中,腾讯云提供了包括公有云、数据库和腾讯云TI-ONE模型训练平台等多方面的资源和技术支撑,同时还提供了流媒体编程、服务器管理、容器技术等方向的技术培训和实训指导。
“乌骨鸡智慧养殖系统建设是产学研深度融合的一次成功实践。”深圳大学副校长张晓红说,“双方的紧密协作不仅让学生解决了行业的真问题,也加深了自身对技术、理论的理解,练出硬技能,长出真本领。”在她看来,项目再一次证明,“在实践中治学,在治学中出实招、解民生,是人才培养的一条有效路径”。