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家禽养殖LED光调控与信息智能感知
泮进明
国家蛋鸡体系智能养殖岗位专家
一、背景
1. 家禽养殖市场庞大、规模化不断提速
2. 迫切需要高新技术提升养殖水平
3. 家禽养殖无人系统包含：饲料、鸡苗、鸡粪、鸡蛋、感知控制等二、种鸡、种蛋与肉鸡一体化LED光照
1. 家禽LED特种光照：技术路线
(1) LED具有色彩丰富、单色性佳、可调控性强、使用寿命长、光电转化效率高、绿色无污染等特点(2) 通过一体化光照技术改善家禽生产性能、饮食习性、屠宰解剖、生理特性、营养吸收、行为特性等问题2. 家禽LED特种光照：种鸡/蛋鸡
(1) 实验发现长波长（红光）较短波长（蓝光）显著促进了家禽的性腺发育(2) 长波促进激素分泌实现高产，短波促进钙吸收保证好蛋壳。但是红光易引起高产综合症，所以只有合理配比才能协同提升(3) 2-50lx背景光下，暖白光显著降低家禽对红色的识别能力，光照强度没有影响(4) 低光强下肉鸡仍然处于明视觉状态，依旧具有充分的识别颜色的能力(5) 根据家禽光照标准，结合灯发光角度、鸡笼尺寸、现场布置进行优化设计(6) 特种专用LED光谱，能完全替代白炽灯
(7) 特种LED光谱下%产蛋高峰期达到10周，且下落非常平缓3. 家禽LED特种光照：肉鸡
(1) 通过光谱元分析生产性能、肉品质以及营养成分。如，生产性能：蓝光LED；肉品质：绿色LED；营养成分：黄色LED(2) 假说：通过设置合理的蓝光-绿光-黄光的光谱比例，可能进一步提升肉鸡生长发育① 光谱：蓝绿配比→解决了LED绿光和蓝光人眼舒适度低的缺陷② 光谱：黄白配比→解决了LED黄光光效低的缺陷4. 家禽LED特种光照：种蛋孵化
(1) 光照强度影响出雏率、出雏时间
(2) 光照时长影响胚胎呼吸
三、 畜禽动物信息智能感知
1．家禽群体体重智能称重系统
（1）1.0：MV + Weighing
（2）2.0：MV + RFID + Weighing
（3）3.0：Weighing + Cloud
2．哨兵鸡体温穿戴式智能监测
（1）信号穿笼能力强：1栋1个信号器
（2）精度高达0.05度
（3）耗电少，续航久
（4）能够满足实时、友好固定、小型化、高精度、低功耗、解决铁制笼干扰大等需求3．可见光与热红外融合的表观智能监测
（1）深度摄像机（距离、颜色）
（2）热红外仪（体表温度、羽毛损伤）
4．蛋鸡空间运动及采食饮水行为精细化监测
5．基于深度学习的母猪行为机器视觉检测方法6．家禽活体测量预测腹脂和鸡胸肉重量
（1）B超测量(胸肌、皮脂、腹脂)
（2）体尺测量
7．动物/人微量化合物的实时动态检测
（1）增强拉曼散射（SERS）作为柔性传感器的底层传感（2）突破了柔性超材料纳米结构各种变形下保持SERS活性的技术难题（3）研发了便携式拉曼光谱扫描设备“Ramanscanner”
8．动物/人行为新型柔性自驱动传感器
（1）创新了新型三维结构PDMS薄膜的制作方法（2）使用静电纺丝技术制作了可拉伸、低电阻的柔性电极（3）成功应用于人/动物行为的实时感知与农业生态环境监测”
9．致病微生物快检：CRISPR核酸检测/磁性生物传感器（1）取得的突破
① 具有防污染能力的CRISPR核酸检测
② 非洲猪瘟现场快速检测
（2）方法的优势
① 在国际上首次实现不需要复杂仪器的动植物病害现场核酸检测。
② 检测时间约在60分钟内。
③ 检测结果和标准方法相比符合率达100%
10．抗生素纳米生物传感器及产业链应用
（1）取得的突破：
① 突破了常规方法步骤繁琐、耗时、依赖实验室、单目标、信息化程度低的不足；② 实现了多种抗生素的快速、现场、智能化检测（2）应用：家禽供应链中抗生素的全链条监测11．畜禽舍VOCs的可视化和定量检测技术和样机（1）基于界面焦耳热技术的气体传感芯片超快制备技术（2）基于环境挥发性有机物（VOCs）快速检测的畜禽疫病无损早期诊断方法四、 禽蛋商品化处理装备和机器人
1．禽蛋检测与商品化处理成套设备
2．笼养蛋鸡区位产蛋性能精细化监测
3．蛋壳斑点与纹理特征数字化表征
4．种蛋孵化期无精蛋与死胚蛋的智能检测
5．种蛋孵化早期胚胎性别智能检测
6．畜禽显微辅助操作机器人
7．巡检机器人
8．捡蛋机器人
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