畜牧业是农业的重要组成部分，在满足人们的营养需求、增加农民收入和促进农村发展等方面具有着重要作用。随着全球畜牧业的大力发展，奶牛业已经成为支持现代畜牧业发展的一个重要产业。随着畜牧养殖市场的不断扩张，传统的畜牧方式难以实现科学有效地对牛群及养殖场进行监管。人工智能作为新兴技术，探索其在奶牛智能养殖领域中的辅助指导作用具有重要的实践意义。利用人工智能的大数据、机器学习、计算机视觉、机器人、物联网等技术，发展其在奶牛养殖业各个环节的应用从而高效实现对奶牛及养殖场的智慧监管，提高牛场管理效率和产业经济价值。
一、动物养殖领域市场规模
全球针对动物（包括牲畜）可穿戴技术的产业市场规模持续扩大。根据bccResearch调研数据显示，到2025年预计可达到26亿美元（176亿人民币）。其中，至2022年，全球奶牛畜牧业市场将从2017年的313亿美元增长到342亿美元，平均复合年增长率（CAGR）为1.8％。在此趋势下，人工智能在牧场的管理系统、牲畜的培养、监控、放牧等任务中所出现的频率正不断增加。
二、动物养殖领域中的智能技术
大数据技术：其中的基础技术包括数据采集、数据预处理及数据库等。在奶牛畜牧养殖中主要用于远程生命体征监测及智能放牧监管方面。
计算机视觉：是指机器人代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量，并进一步进行图像处理的技术。在奶牛畜牧养殖中主要负责机器人扫描等终端设备。
机器学习：是指让多层神经网络可以进行训练与学习的办法。在奶牛畜牧养殖中主要用于对牛只体征及活动情况的数据采集工作。
数据科学：通过结合诸多领域例如统计、模式识别、数据可视化中的理论和技术，从数据中提取出有价值的部分来生产数据产品。在奶牛畜牧养殖中被广泛应用于位置追踪管理。
物联网技术：是互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。在奶牛畜牧养殖中通过即时定位与地图构建即可实现对放牧的远程调度工作。
AI芯片技术：用于加速AI应用中大量计算任务的模块。在奶牛畜牧养殖中通用于牛只的可穿戴装备。
机器人技术：研究机器人的设计、制造、运作和应用，以及控制他们的计算机系统、传感反馈和信息处理。在奶牛畜牧养殖中的机器人终端设备可协助人工完成既定工作。
三、奶牛养殖领域中人工智能的应用任务方向
四、智能奶牛养殖案例简述
Cowlar智能项圈监视器： 通过测量并实时收集牛只的体温、活动度、反刍情况、身体运动方式、步数、步态、姿势、饮食情况等个体信息，采用机器学习、大数据、计算机视觉等人工智能技术结合传感器装置分析出奶牛是否出现生病等反常情况，并将相应信息自动推送给农户，以得到及时的处理。
eShepherd项圈： 通过牛的智能项圈实现来无人放牧和无围栏的智能放牧，通过GPS定位等技术实时获取牛的位置使其保持在既定放牧范围内活动。农场主只需要通过手机App等智能终端，在上面标出一个围栏，那么系统就有了一个牧牛的范围。当牛在范围内活动时，项圈不给牛任何信号，但是当牛离开既定放牧范围时，项圈会发出声音提示直至牛改变方向。
牛脸采集SDK和牛脸识别API： 主要根据奶牛面部五官和花纹特征，通过机器视觉技术智能抓取奶牛正脸图像，识别耳标号，进行个体的识别。牛脸比对API可以智能比对奶牛脸部，支持1：1和1：N比对，准确识别标的奶牛，降低信息采集工作量，提升采集效率。
Lely Juno： 牛只在栅栏里会因脖子不够长而吃不到饲料，因此早期都是由人工用扫把将饲料推近牛只。Lely通过机器人技术提前设定好时间和路线，时间一到推草机器人就会自动按照既定路线将饲料推近牛只，不用再耗费其他人力，而机器人碰到障碍物会自动停下，并重新校正调整方位，从而有效节省人力。
五、奶牛养殖领域的局限性
设备成本：目前，畜牧养殖业牛只的可穿戴设备及系统运维成本比较高。以智能项圈为例，根据数量的不同，每条项圈的价格平均一般都在65到200美元之间，访问软件和数据库的年订阅费用大约为1000美元。这对具有庞大牛群养殖数量的牧民是一笔不小的开支。
智能产品学习成本：固有的传统养殖观念导致一些牧民们表示其丰富的养殖经验基本可以处理所有的专业问题。另外一些牧民表示对于智能系统得出的数据并没有直观概念，以至于面对这么多文字警报时会有些无所适从。因此，打破以往传统的养殖观念并注入新型养殖理念需要不少专业人士的动员以及提供专业性的培训。
六、奶牛养殖领域的发展趋势
目前的智能养牛整体上处于智能的初级阶段，多数产品、技术还停留在数据采集、简单分析层面。就市场推广、应用情况来看，信息智能化、绿色化将是未来规模奶牛场的重要标志。
从传统养殖到智能化养殖：采用全智能挤奶、喂料和牛群管理系统，减少了人为操作的不便。奶牛场建设将在配套器械、管理系统上逐步实现信息化、智能化，逐步完善全程可视化监控系统、全混合日粮配制与配送系统、全自动清粪与处理系统、综合信息数据化管理平台等，进而实现奶牛场硬件、软件的最好、最高、最强匹配。
从传统养殖到绿色化养殖：未来奶牛场建设将在养殖场设计、建设、运营、管理等环节中强调环境保护，从源头上确保奶牛场运营绿色无污染、生态可持续。
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