透过物联网技术　抢救小猪大作战

在猪养殖业中，仔猪死亡率是一个需要仔细处理的严重问题。特别是，在头三天里，有7.5%的仔猪会被母猪意外压死。平均每天有1.2头仔猪被母猪压死。

具体来说，仔猪压死可能发生在母猪躺下或翻身时。这样的事故更容易发生在较弱的仔猪身上，因为较弱的仔猪更有可能靠近母猪吸乳。

此外，当产房温度较低时，仔猪也会更靠近母猪保暖。因此，为了防止仔猪被母猪压死，我们应该避免仔猪饿和受冷。或者，可以使用产房笼来限制母猪的姿势变化，并为仔猪提供更安全的空间。

当一头仔猪被压死时，养猪者必须在太迟之前迅速采取移动。一位技术娴熟的养猪者可以通过仔猪的尖叫声来检测仔猪的死亡，并强迫母猪站起来或将被压死的仔猪与母猪分开。然而，监控产房笼对养猪者来说是一项全天候的工作，而劳动成本过高。

物联网技术可由麦克风感应器中收集猪的声音数据，并在仔猪被压死时自动采取移动。我的研究团队利用 IoTtalk 的物联网设备管理平台，提出了 PigTalk 技术，来解决仔猪被压死的问题。

透过对产房收集的声音数据进行实时分析，PigTalk 检测是否有任何仔猪尖叫事件发生，并自动启动母猪警报器进行应急处理。

PigTalk利用一种音频转换方法来预处理原始声音数据，并在机器学习中利用最小-最大标度化来检测仔猪的尖叫声。

PigTalk以上述数据预处理方法与机器学习模型微妙的参数设置将仔猪尖叫检测准确度提高到了 99.4%，比以前的解决方案（最高达 92.8%）更好。

PigTalk 可以在 0.05 秒内拯救 99.93% 的仔猪。这样的结果已在商业化的产房得到验证。PigTalk 是一种新方法，可以自动减轻仔猪被压死的情况，这是过去无法实现的。

PigTalk提供一个线上操控的GUI (graphical user interface)，猪场饲主可用手机控制强迫母猪站起来的致动器(Actuator)。图(a)提供的致动器包括振动地板、气流喷射、洒水系统和电极(有些不太人道，并未真正实作)。

当猪场饲主收到警报时，他/她通过手机观看从摄像机 (图(b)) 发送来的视频，并可操作摄影机放大影像，清楚观察(图(c)) 。

如果仔猪的尖叫声不是由于被压死引起的，那麽养猪者可以远程停止致动器 (图 (f))。如果确实发生了仔猪压死，则他/她应该跑到笼子处理这个仔猪压迫事件。

养猪者可以选择打开或关闭致动器 (图 4 (a))，当危险情况得到缓解时停止致动器。在PigTalk中，环境致动器例如加热灯可以手动打开/关闭 (图 4 (d))，或者在温度变化时自动打开/关闭 (图 4 (e))。

PigTalk抢救小猪大作战是运用AI及物联网技术的很好范例。关于技术的详细信息，请参阅W. E. Chen, Y.-B. Lin, L.-X. Chen (2021, June). PigTalk: an AI-based IoT Platform for Piglet Crushing Mitigation. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 17(6): 4345-4355。