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专访青寕信安:发力智能放牧机器人,解决计步定位、疾病监测、精准饲喂、全覆盖精准选种、近亲繁衍等问题

作者:谢庆霜 2022-03-16 09:28

牧民将一头小牛从犊牛状态养大,需要面对以下风险:牛在几公里外遇野生动物袭击,无法及时得到救助,更没有办法得到及时医治而死亡;牛在屋外吃草,无人看管时草料会被某头更强壮的牛抢去而乏弱致死;散养牛近亲交配,小牛体型衰减,牦牛10年衰减了40%(1995-2005年间数据)……结合以上风险,牧民每年养牛养羊的损失率非常高。

 

加上犊牛羔羊出生的时间(每年3-8月,牧草茂盛时生育)比出栏的时间(每年9-11月,减重前出栏屠宰)早,牧民大量花钱的时间是在出售赚钱的时间前,资金的需求就成了严重制约畜牧业发展的一个重要因素,不仅仅是我国遇到了这种问题,全世界都有相似的问题存在。

 

近期,35斗采访了青寕信安创始人白慧冬,他为上述难题提供了一套无需充电,使用寿命预期超过续航20年的解决方案。

 

一.从儿童保护出发,青寕信安进入畜牧业

 

青寕信安团队,既有来自中科院、清华大学和中国农大的研究人员,也有来自腾讯百度的技术人员,关于组建方式,白慧冬提到,“这些基本上是我20年来带过的团队和合作过的兄弟。”还有一部分,例如农大的刘继军教授,则是看到这些年团队的成绩与坚持而主动加盟。

 

至于白慧冬本人,他早年研究基础物理学,后来研究人工智能,可谓和动物学毫无关系,因为保护儿童和一个鸡脚环的项目,歪打正着地进入了这个领域。

 

图1:青寕信安创始人白慧冬

图片1.png来源:受访者

 

2013年,白慧冬的孩子出生后曾在一所寺庙里寄养了两年多,彼时儿童拐卖猖獗,市面上也缺少相应的技术应用。于是他花了3年做出了一套电路结构配合人工智能分析系统,除了能够探测位置,还解决了超长续航的问题。2015年底技术设计完成的时候,国内的团伙性儿童拐卖已经被打压得差不多了,因此技术在市场上遇到了瓶颈。

 

2016年9月,青寕信安正式注册成立,并于2017年初接到第一个订单:为京东跑步鸡的一个供应商做鸡脚环以测算鸡一天的走路步数。通过振动传感器,团队测得一只鸡每天的步数大约在3.6万步至5万步,意外发现一只生病的鸡只走了2300多步。当时友商的设备使用的是Lora芯片,功耗是毫安级别的,团队则使用微安级别的蓝牙芯片,二者电量消耗是1000倍的差距。

 

这次经历意味着团队可能是国际上首次通过传感器记录并发现动物生病的量化数据,通过查阅论文,白慧冬发现所有的论文都在阐述一件确定的事:动物的健康状况与动物的运动数据之间有着强相关性。至于相关的数据佐证,则是一片空白,说明动物学领域能够涉及运动数据量化方面缺少更精确的数据和产品。

 

同样是2017年,在一次和阿坝州招商局的朋友聊天中,白慧冬发现这些技术可以用在牦牛身上,同时还了一份20多年前曾帮助过自己的西藏朋友的情谊。“这事如果将来能做成,就算是把当年的人情债还了。”白慧冬提到。

 

二.全流程监测,为每一头牛建立档案

 

公司的产品是智能放牧机器人,目前分为基础版和标准版,区别在于卫星定位功能的使用,涉及到精准的电子围栏和相关技术应用。圈养情况下由于有实体围栏,也就不需要电子围栏。

 

智能放牧机器人主要解决以下问题:

 

1. 近亲繁衍导致的体型衰减。

 

铁丝围栏的分隔,阻碍了牛羊天然的迁徙路线,也造成了近亲繁衍的悲剧。

“当地老牧民就说了,95年的时候500公斤的牛是随处可见的,到了05年300公斤就是大牛了。也就是说10年的时间牦牛体型衰减了40%。具体原因,所有农业口的专家都认为是近亲繁衍造成的。”白慧冬提到,过去没有铁丝网的时候,相邻两户牧民的牛可以相互交配。铁丝网一拉上,牦牛只剩下自己家里这几十头或几百头牛交配,这种情况下最强壮的牛拥有最多交配权,这时候基本就是近亲交配,因此牛羊体型衰减非常厉害。

 

解放方案之一是人工受精,但一方面成本较高(拉萨市某县农牧局说,一次人工授精成本在400多人民币),另外藏区牧民出于信仰难以接受,且人工授精如果出现意外,导致生出残疾性的牛则更是悲剧。团队通过划分血缘关系,可以用技术对近亲牛羊声控驱离,减少近亲配种几率,同时将最远亲的牛羊驱赶靠近,实现自然交配。

 

2. 疾病无法及时预警。

 

设备使用的技术是模式识别,结合机器学习领域的深度学习技术可以将模式识别的结果做到非常精准。例如识别一个人,会通过四肢及运动姿态加上头部的形态来组合识别。在实际运用中,如果想要判断动物是否生病,会根据运动量与波形变化,结合健康模型进行判断,将来甚至可以做到具体的疾病位置和疾病特征,实现远程已知病症的诊断和确诊。

 

图2:每日运动姿态与运动量

图片2.png 来源:受访者

 

图3:疾病预警及位置锁定

图片3.png来源:受访者

 

2021年8月1号,在内蒙古锡林郭勒盟阿巴嘎旗草原,团队比当地的兽医早72小时确认了一头牛进入生病状态。“你越早确认它生病,你的用药量就会越少,它受的痛苦也就越少,受病痛影响的时间就越短,这是一个非常好的方式。”白慧冬提到。

 

3. 牛因乏弱而死

 

白慧冬提到,根据甘肃丹军山牧场2017年的华农保险(2018年总结)承保数据,牧场共有40600头牦牛,而在当年死亡的牦牛中,每100头里有65头是因为乏弱死去的——也就是饿死的。

 

“国营牧场通常会按照牛的头数每天固定撒草料,但是因为户外特别冷,体感温度在零下30、40度以下,高原地区风力也大,所以牧民或者牧场工人撒完牧草就会回房间取暖去了,要么睡觉,要么喝奶茶,要么聊天去了。这个时候就出现一个情况,最强壮的牛会抢更多的草,因为牧草不够每一头牛都吃饱,最后体型衰弱的牛就会饿死。非国营牧场这种死亡的比例会更高,青海和四川的牧民说,养的牛少,死亡就少,多了就照顾不过来了。”白慧冬说。

 

图4:每日吃草趋势图

图片4.png来源:受访者

 

牛是认人的,如果牧场工人在现场,强壮的牛就不敢抢草料。通过数据监测,牧民会得到小程序的通知:“今天某牛,需要看着它吃两把草。”如果只是凭眼睛看,工人一眼看过去,无数头牛,是看不出来谁需要单独喂养的。

 

智能机器人的功能包括计步定位、疾病预警、发情配种监测、药效监测、精准饲喂,育肥增重和电子围栏功能,实现了养殖全流程中的系统监测。对比只能实现定位功能或只能实现育种监测的同行业产品,团队机器人的优势在于真正解决了牛羊养殖中的痛点问题。

 

产品的放置位置、应用方式则是在实地调研中得出的。

 

这六年多,白慧冬亲手摸了500多头牛,拿尺子量了200多头牛的头颈部数据,从四川藏区、西藏牧区,再到青海牧区,多地进行考察以保证数据的可验证性。

 

图5:触摸牦牛头部

图片5.png来源:受访者

 

“我完整地拆解了一个牦牛头骨,最后确定牦牛的后脑骨有一块骨头,这块骨头的厚度只有前脑骨的1/3多一点,这块骨头特别平整,这就是设备放置的位置。如果后脑骨有一块是凸起的,设备放上去就难以贴合形状,否则你的设备放上去它会不舒服的。”白慧冬说。

 

图6:最初的泥塑原型(2018年青海玉树州完成)

图片6.png来源:受访者

 

同行业产品主要通过APP或PC端运行,青寕信安则是采用了微信小程序结合PC端以贴合牧民使用习惯。在实际应用场景中,牧民不识字,他们不知道如何去安装一个APP,但人人都会使用微信,只要手指一滑便能进入产品界面。在界面中,除了少量用作标识的文字,所有地方都配有语音引导。白慧冬告诉我们,“只有用这种方式,牧民才能真正用起来。”

 

图7:散养环境设备情况

图片7.png来源:受访者

 

智能机器人可以应用于所有的放牧区域,牛、羊都可以使用。通过改进,也可以直接用在梅花鹿、马和骆驼身上,设备预估使用期限在20年左右。2021年底,团队将设备外壳材料改进为北欧驯鹿项圈的材料,它可以抵抗极寒的环境,原本的外壳成本也翻了倍。“你要卡着3年5年的寿命来做,不是不能做,但那样做的话是亏心的。”白慧冬说。

 

三.发力金融业务,用数据为农户授信

 

公司的主要营收来自设备出售与银行信贷机构合作的活体贷业务。

 

每年3月到8月是犊牛羔羊出生的时候,种牛场、种羊场会在7-9月向牧民出售小牛小羊。牧民牛羊的出栏时间通常在每年9月到11月,意味着牧民购买犊牛羔羊时手里是没有资金的。

 

有两种选择,第一是借高利贷,第二是不买,后者意味着牧场难以维持,对于牧民来说无法承受。在过去,由于没有数据监测产品,活体贷业务难以推行,即使用上了产品,也可能因为性能不足产生各种问题,如某省2019年推行活体贷款,由于耳标数据传送问题引发纠纷,至今没有结项。

 

当牧民向银行贷了钱买了100头牛,这100头牛是死是活,银行和信贷机构无法准确得知。“家财万贯带毛的不算,一场疫情下来可能全死光了。所以银行担心动物的死亡,他们不知道抵押物在哪儿,是否还在。”白慧冬说。

 

团队的设备起到的是核心的担保作用。牛羊装了设备,银行或金融机构就可以看到实时的数据,包括健康情况,这种情况下机构就敢借钱给牧民。这笔钱不是直接打到牧民账户上,而是由中间机构,也就是运营企业统一使用。由他们统一购买犊牛、羔羊和牧草。统一购买类似于集中采购,拿到的价格比散户购买要低,利润空间就出现了。活体贷业务的实现是大量推行放牧养殖的前提。

 

今年河北省计划推行100万头到160万头牛羊的活体贷业务,由中科院计算所牵头,使用的设备便是白慧冬团队的智能放牧机器人。

 

2021年,公司已授权的5个专利在美国的专利交易所做了价值评估,评估价格为800万美元,另有十几项未授权的专利正在审核或等待审核,预计评估总价格超过2000万美元。此外,清大强农已有合作意向,1000万头羊有1/10安上设备便能有上亿的收入。最近,团队还接到某国商务部的邀约,该国在寻找中国高科技企业进行合作。团队第一轮审核已通过,流程结束后会去该国进行现场考察并成立驻外公司。

 

对于智能放牧的市场前景,白慧冬十分看好。他提到,按照国内目前的发展状态,牛羊总量很有可能会在3至5年内扩大一倍,也就是说很有可能扩大到6亿头。中国早期牛羊肉一直是从澳大利亚、新西兰进口,为了降低贸易风险,也在南美洲建立了很多合作养牛基地,比如在阿根廷、巴西、乌拉圭等地。此外,政府还在非洲建立了养牛基地。而在国内,各地都在出台相应的政策,比如新疆就针对养牛提供了高额补贴,这意味着未来几年牛羊总量翻倍的概率是非常大的。

 

目前,团队在做智能机器人的基础版和标准版,之后会用两年左右的时间完成自动放牧版本的研发,再用两年时间实现无感称重技术。至此,散养食草动物穿戴领域可做的基本上完成了。“全世界现有13亿头牛,还有20多亿只羊,我们计划第一步服务全中国的养殖户,第二步进军全球的智能放牧市场。”白慧冬表示。

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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