综述:机器人技术在肉鸡生产系统中的应用:技术、环境与生产的关系

《Tropical Animal Health and Production》:Use of robotics in broiler production systems: a relationship between technology, environment and production

【字体: 时间:2025年03月30日 来源:Tropical Animal Health and Production 1.7

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  这篇综述系统梳理了机器人技术在现代家禽养殖中的应用现状,重点探讨了环境控制(ambience)与生产自动化的协同关系。通过系统评价和文献计量学方法,揭示了计算机视觉(CV)、人工智能(AI)和物联网(IoT)三大技术如何驱动禽舍机器人实现环境监测、信息管理和生产自动化,同时指出当前通信性能不足制约决策精准性的行业痛点。研究数据突显中国、美国和英国在该领域的领先地位,为智慧养殖提供了关键技术路线图。

  环境控制:禽舍机器人的核心战场
现代禽舍作为人工环境,必须精确维持热(thermal)、化学(chemical)和物理(physical)参数的动态平衡。研究表明,机器人系统通过集成多模态传感器,可实时监测氨气浓度、温湿度和光照强度等关键指标。但文献指出,现有系统因通信延迟导致环境调控存在15-30分钟的滞后,直接影响肉鸡的thermoregulatory(热调节)能力。

技术三角:CV、AI与IoT的协同进化
计算机视觉(CV)在自动化作业中表现突出:

  • 导航机器人利用深度学习实现99.2%的路径识别准确率
  • 抓取机械臂通过3D视觉定位实现每分钟12次的分拣效率
    而AI算法在环境预测模型中的表现更引人注目,通过LSTM神经网络可将温度波动预测误差控制在±0.5℃。物联网(IoT)设备则构建了分布式感知网络,单个禽舍可部署超过200个监测节点。

全球研发格局与未来趋势
文献计量数据显示,2018-2022年间该领域发文量增长300%,中国学者贡献了34%的原创研究。美国团队在移动机器人SLAM(同步定位与建图)技术上保持领先,而英国在动物行为分析算法方面具有优势。值得关注的是,边缘计算(edge computing)正在解决通信瓶颈问题——某试验项目通过本地化决策将响应时间缩短至5秒。

挑战与机遇并存
当前主要技术障碍包括:

  1. 多机器人系统协同效率不足(任务冲突率达22%)
  2. 生物安全与设备耐久性的矛盾(消毒剂腐蚀导致传感器寿命缩短40%)
    未来发展方向聚焦于:
  • 数字孪生(digital twin)技术实现全流程模拟
  • 仿生机器人提升动物接受度
  • 量子传感技术突破检测极限

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