劉子琦 中國農(nóng)業(yè)大學 人文與發(fā)展學院
我國是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大國,生豬養(yǎng)殖在畜牧業(yè)中占據(jù)主要地位,近十年來,豬肉產(chǎn)量均占國家肉類總產(chǎn)量一半以上[1]。隨著生豬養(yǎng)殖成本上升、國家標準嚴格化、牲畜易患傳染病、生豬價格的波動性和周期性等因素的影響,依賴密集勞動要素的小農(nóng)戶生豬養(yǎng)殖減少,資本、技術(shù)等要素的要求不斷提升,規(guī)?;托畔⒒蔀楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展主導方向。近年來,人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展和普及,智能化生豬養(yǎng)殖業(yè)應運而生并蓬勃發(fā)展,國務院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》計劃分“三步走”推進人工智能理論、技術(shù)和應用的發(fā)展,使中國成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心[2],提出“加快推進包括智能農(nóng)業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)智能化升級,大力發(fā)展智能企業(yè)”的要求,為人工智能運用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了政策基礎(chǔ)。
今年來,阿里云、網(wǎng)易、京東等互聯(lián)網(wǎng)公司紛紛涉足養(yǎng)豬行業(yè),將智能養(yǎng)豬技術(shù)運用于規(guī)模化養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè),開啟人工智能養(yǎng)豬新時代。
人工智能(Artificial Intelligence),最早由McCarthy于1956年在Dartmouth學會上正式提出[3-5],目前正在向多智能體協(xié)同系統(tǒng)的多元化方向發(fā)展。人工智能的主要應用領(lǐng)域包括問題求解、專家系統(tǒng)、機器推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識別、人工生命等[5]。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,人工智能關(guān)鍵技術(shù)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域展開了廣泛應用,可貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后直至銷售階段[6],并與畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合。
智能養(yǎng)豬,指將智能化技術(shù)應用于生豬養(yǎng)殖,是工廠化養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最高階段。基于數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),將一系列軟件系統(tǒng)、硬件設(shè)備、算法模型應用于養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)等多場景,并開發(fā)相應產(chǎn)品和服務,減少人工投入,提高生產(chǎn)效率,逐步嘗試替代人的操控實現(xiàn)自主智能化決策,實現(xiàn)整個行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。比較有代表性的如:專家系統(tǒng)[7-9]、機器視覺[10-12]、畜牧機器人、虛擬現(xiàn)實等(見圖1)。
“鉆石模型(Diamonds Model)”又稱“國家競爭優(yōu)勢理論”,由戰(zhàn)略管理學家邁克爾·波特(Michael Porter)在1990年出版的《國家競爭優(yōu)勢》[13]一書中提出。某個國家(地區(qū))的產(chǎn)業(yè)或企業(yè)獲得的競爭優(yōu)勢與四個要素密切相關(guān):(1)生產(chǎn)要素,(2)需求條件,(3)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和支持產(chǎn)業(yè)的表現(xiàn),(4)企業(yè)戰(zhàn)略、結(jié)構(gòu)和同行競爭對手,四個要素之間存在雙向作用,構(gòu)成鉆石模型的基礎(chǔ),同時還受到機會和政府兩個變數(shù)的影響。
1.利用鉆石模型作為分析框架的適用性
利用鉆石模型分析我國人工智能技術(shù)在生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景具有一定的科學性。第一,波特認為,財富來源于生產(chǎn)率,生產(chǎn)率是由國家(區(qū)域)的競爭環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境決定的,其關(guān)注點根植于國內(nèi),中國是世界上最大的生豬養(yǎng)殖國,滿足豬肉及其制成品需求成為市場熱點。第二,土地、勞動力、飼料等要素的整合和優(yōu)化配置構(gòu)成了智能化養(yǎng)殖的基本生產(chǎn)要素,人工智能技術(shù)成果和資本投入等構(gòu)成了智能化養(yǎng)殖的高級生產(chǎn)要素。第三,我國規(guī)模化生豬養(yǎng)殖和專業(yè)化大型養(yǎng)殖企業(yè)的均有一定發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈基本完備且已形成一定的空間集群,具備發(fā)展智能化養(yǎng)殖的基礎(chǔ)。第四,互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司布局智能化養(yǎng)殖,已有初步構(gòu)想,逐步探索形成競爭戰(zhàn)略。
2.鉆石模型的適應性修正
我國基本社會性質(zhì)和社會主義市場經(jīng)濟體制的特殊性要求在分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展時應重視政府行政行為的影響,因而對標準鉆石模型做以下適應性修正(見圖2):
第一,將政府作為第五要素納入鉆石模型。斯代芬等人認為需要將政府增加為鉆石模型的第五個要素[14],在我國,政府行為在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起規(guī)范作用。
圖1 標準鉆石模型
圖2 修正后的鉆石模型
第二,將國家戰(zhàn)略納入企業(yè)戰(zhàn)略、結(jié)構(gòu)和同業(yè)競爭要素。一方面農(nóng)業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展中的戰(zhàn)略地位以及國家對農(nóng)業(yè)采取的發(fā)展戰(zhàn)略都將直接影響農(nóng)業(yè)發(fā)展道路[15];另一方面,我國高度重視科學技術(shù)“卡脖子”問題,政策條款數(shù)量豐富、頂層設(shè)計完善。國家戰(zhàn)略在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起先導作用,因而在分析人工智能應用于生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)需要將國家戰(zhàn)略納入影響因素之一。
1.初級生產(chǎn)要素
初級生產(chǎn)要素主要包括土地、勞動力、飼料及水資源等。智能化生豬養(yǎng)殖依托于規(guī)模化養(yǎng)殖,具備較完善的基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)施和較充足的生產(chǎn)資料供應,同時人工智能技術(shù)的應用可替代勞動力等其他基礎(chǔ)要素,提高生產(chǎn)效率和精準性,最終降低生產(chǎn)成本。
2.高級生產(chǎn)要素
人工智能屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),高級生產(chǎn)要素在其發(fā)展和應用中占據(jù)主導地位,主要包括技術(shù)要素、人才要素、資本要素等。高級生產(chǎn)要素的整合利用可在減少疫病、降低死亡率、提高豬肉產(chǎn)品質(zhì)量安全方面發(fā)揮積極作用。
技術(shù)要素方面,數(shù)據(jù)庫、云計算、智能算法等前沿技術(shù),可為生豬養(yǎng)殖提供基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。當前我國人工智能領(lǐng)域國際科技論文發(fā)表量和發(fā)明專利授權(quán)量已居世界第二,人工智能技術(shù)的研發(fā)和使用已拓展至農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,國內(nèi)已有畜禽養(yǎng)殖方面的實踐,為我國人工智能在本土生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)提供借鑒。
人力資源方面,我國從事信息傳輸、計算機服務、軟件業(yè)等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)人員逐年加速增長,截止2017年已達到367.7萬人,從事科學研究、技術(shù)服務行業(yè)的人才截止2017年為210萬人[1],人工智能人才投入累計18232人,占世界總量的8.9%。2018年,35所高校獲批設(shè)立“人工智能”專業(yè),高等教育更加專業(yè)化。部分科研院所自主自發(fā)的進行跨學科探討,2019年4月啟動“智源學者計劃”以每年支持100位AI優(yōu)秀高等專業(yè)化人才,整合數(shù)據(jù)、算法、場景和基礎(chǔ)設(shè)施等優(yōu)勢,培育國際頂尖AI人才。
資本要素方面,我國人工智能領(lǐng)域投融資總額達277.1億美元,占全球總額70%,且國家正致力于建立財政引導、市場主導的資金支持機制。此外市場骨干企業(yè)如阿里巴巴、京東、科大訊飛等依托自身優(yōu)勢,強強聯(lián)合,建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)盟,拓展融資渠道,積極參與智能養(yǎng)殖業(yè)布局。
1.國內(nèi)市場高質(zhì)量豬肉產(chǎn)品需求
中國是生豬養(yǎng)殖和消費大國,2017年豬肉消費量5500萬噸,幾乎全部為自產(chǎn)自銷,人口基數(shù)保障國內(nèi)市場需求的穩(wěn)定。根據(jù)《全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020)》的預測,伴隨人口增長、居民收入增加和城市化進程將拉動我國豬肉消費保持一定程度增長,至2020年我國豬肉消費量比十二五末增長250萬噸,生豬產(chǎn)業(yè)尚有一定的發(fā)展空間。
近年來,消費者逐漸偏向高質(zhì)量豬肉產(chǎn)品,對其食品安全有了更高要求,智能化養(yǎng)殖可通過全程監(jiān)控預警對每頭建立數(shù)據(jù)檔案,并利用大數(shù)據(jù)平臺對產(chǎn)品質(zhì)量安全提供追蹤和溯源體系,迎合了市場需求。
2.市場規(guī)模化生產(chǎn)主體需求
智能化生豬養(yǎng)殖可被龍頭企業(yè)運用,彌補規(guī)模化生豬養(yǎng)殖不足。經(jīng)理論驗證,全流程的人工智能技術(shù)可提升養(yǎng)豬企業(yè)PSY和MSY,增加生豬出欄量進而提高豬肉產(chǎn)量,降低生產(chǎn)成本,同時通過及時預警疫情,防治疫情擴大,降低疫病損失。人工智能的運用未來還可能成為連接養(yǎng)殖戶、保險機構(gòu)、政府監(jiān)管部門等一系列行業(yè)管理主客體的關(guān)鍵,在中后期發(fā)展中也具備一定市場基礎(chǔ)。
智能化人工養(yǎng)殖以互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)平臺、人工智能算法、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)以及相關(guān)智能硬件設(shè)備、現(xiàn)代化養(yǎng)殖設(shè)施等為支撐,也需要物流鏈、冷鏈、飼料工業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的配合。在上游產(chǎn)業(yè)中,我國人工智能企業(yè)在2012-2016年期間加速增長,目前已增至1011家,位列全球第二,在視覺、硬件、算法等領(lǐng)域均有涉及,為人工智能在生豬養(yǎng)殖行業(yè)的應用提供了技術(shù)和應用基礎(chǔ)。在下游產(chǎn)業(yè)中,根據(jù)《中國畜牧業(yè)統(tǒng)計年鑒》顯示,當前我國生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)呈規(guī)?;l(fā)展趨勢,龍頭企業(yè)成長屬性凸顯,基礎(chǔ)設(shè)施較完善?;ヂ?lián)網(wǎng)巨頭參與智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè),并與傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)的強強聯(lián)合,可形成上下游產(chǎn)業(yè)配合互動,促使產(chǎn)業(yè)集群,產(chǎn)生持續(xù)競爭優(yōu)勢。
戰(zhàn)略和競爭都能夠促進智能化生豬養(yǎng)殖的發(fā)展。國家和企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略引領(lǐng)智能化生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)競爭則能夠創(chuàng)造和保持競爭優(yōu)勢。
智能化生豬養(yǎng)殖的驅(qū)動力可從宏觀政府層面和微觀企業(yè)層面進行分析。國家宏觀政策規(guī)定和戰(zhàn)略引領(lǐng)則為產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)定了宏觀方向,提供了良好的市場秩序和制度條件,在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中將推進智能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級納入國家戰(zhàn)略層面,從宏觀層面引領(lǐng)人工智能的發(fā)展,刺激了智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展;微觀層面,企業(yè)發(fā)展目標及管理方式影響企業(yè)戰(zhàn)略,同時互聯(lián)網(wǎng)巨頭之間的競爭,傳統(tǒng)規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)間的競爭促使企業(yè)強強聯(lián)合,整合發(fā)展優(yōu)勢資源,對智能化生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生驅(qū)動作用。
人工智能為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),受到國家重視和政策指引,因而政府可作為影響智能化生豬養(yǎng)殖主要驅(qū)動因素,通過政策、制度、資金等手段對其他四個基本要素產(chǎn)生影響。
政策制度上,自2015年至今,中央政府及各部委已頒布關(guān)于人工智能相關(guān)指導政策11部,并將人工智能的運用寫入黨的十九大報告和政府工作報告,從國家宏觀層面對人工智能的發(fā)展應用做出規(guī)劃。政府偏好對市場主體行為產(chǎn)生引導和激勵,促進互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)強強聯(lián)合,同時針對畜牧業(yè)發(fā)展也有相關(guān)規(guī)定部署,在養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境保護問題、畜禽養(yǎng)殖時間問題及養(yǎng)殖安全和動物福利問題均有政策規(guī)定。資金投入上,政府財政資金和專項資金可直接投入智能化生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中,相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)補貼和動物疫病補償資金降低了規(guī)模化生豬養(yǎng)殖的風險,對產(chǎn)業(yè)發(fā)展和智能化升級起輔助和推動作用;教育和科研投入可提升人力資源的知識和技術(shù)水平,為智能算法的研發(fā)提供資金支持,促進新技術(shù)的轉(zhuǎn)化應用,刺激智能化生豬養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的興起和進一步發(fā)展。
機會是鉆石模型的輔助要素,不受模型內(nèi)其他要素的影響,但可引起鉆石體系中其他要素自身的變化或通過打破原狀態(tài)提供新的競爭空間。前沿科技對地區(qū)產(chǎn)業(yè)及國家總體發(fā)展的驅(qū)動作用愈發(fā)明顯,人工智能技術(shù)的開發(fā)和利用成為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),同時我國處于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期,智能化生豬養(yǎng)殖充滿機遇。
當前我國養(yǎng)殖業(yè)正處于發(fā)展瓶頸時期,面臨環(huán)保政策的日益嚴格、動物疫病的易群發(fā)性以及豬肉市場波動等多種因素的不利影響。而智能養(yǎng)豬通過技術(shù)和管理的創(chuàng)新有望解決難題,把握發(fā)展機遇。
綜合分析可得出:生產(chǎn)要素上,我國有一定的規(guī)?;i養(yǎng)殖基礎(chǔ),基本生產(chǎn)要素的投入較豐富,但人工智能算法的適用性開發(fā)和高素質(zhì)人才投入等高級生產(chǎn)要素的投入存在不足;市場需求方面,消費市場對豬肉及其產(chǎn)成品需求仍保持高位,市場規(guī)模可觀,傳統(tǒng)規(guī)?;B(yǎng)殖企業(yè)為尋求轉(zhuǎn)型升級和更高發(fā)展水平需要技術(shù)支持,產(chǎn)生人工智能技術(shù)的需求;相關(guān)產(chǎn)業(yè)上,我國尚未形成完整的高科技養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈,特別在科學技術(shù)轉(zhuǎn)化方面存在斷點;戰(zhàn)略及國內(nèi)競爭方面,國家具有對人工智能及養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的宏觀戰(zhàn)略規(guī)劃,各互聯(lián)網(wǎng)巨頭企業(yè)可依托自身優(yōu)勢制定發(fā)展策略,加入激烈國內(nèi)競爭,最終促進智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè)有序發(fā)展;政府要素在人工智能應用于生豬養(yǎng)殖行業(yè)作用主要體現(xiàn)在鼓勵科技研發(fā),規(guī)范養(yǎng)殖業(yè)秩序方面,增強資金投入等方面,但在人工智能與傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)結(jié)合地帶缺乏具體的政策指引。
傳統(tǒng)養(yǎng)殖基礎(chǔ)、人工智能算法和養(yǎng)殖硬件設(shè)施研發(fā)、國內(nèi)市場需求、政府政策導向和企業(yè)自主嘗試共同構(gòu)成了智能化生豬養(yǎng)殖的驅(qū)動力。但當前我國高科技養(yǎng)殖行業(yè)處于發(fā)展初期階段,仍存在發(fā)展前景不確定,行業(yè)規(guī)則模糊,技術(shù)支撐不足等問題,需發(fā)揮多元利益主體的參與協(xié)同作用,結(jié)合自然科學與人文科學觀點,綜合評估智能養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。
1.加強人工智能應用于生豬養(yǎng)殖業(yè)的倫理考量
人工智能技術(shù)的運用挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)“人與工具二分”的本體論,人工智能作為一種替代性智能工具具備部分人的特性,需對其進行倫理的考量,評估其途徑和目標一致性,以建立可信賴的智能化養(yǎng)豬系統(tǒng)。
首先是技術(shù)上安全可靠,人工智能集合了自然科學和社會科學的前沿性科技成果,但技術(shù)失誤和監(jiān)控失靈可能帶來養(yǎng)殖風險、肉品質(zhì)量風險、生態(tài)環(huán)境風險,給生豬養(yǎng)殖企業(yè)帶來較大損失,甚至破壞整個養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)秩序與規(guī)則。其次是人文上的考量,對人工智能“非黑即白”的判斷過于片面,需嵌入不同價值觀系統(tǒng)思考其倫理準則,017年我國通過了首部《動物福利評價通則》,對倡導高效率的生產(chǎn)原則提出了質(zhì)疑,智能化生豬養(yǎng)殖更加科學精準,可減少人為干預、及時發(fā)現(xiàn)豬群疫病、改善動物養(yǎng)殖環(huán)境。
各相關(guān)利益主體應達成共識,在政府引導下共同制定符合智能化生豬養(yǎng)殖法律及標準。并對人工智能技術(shù)的研究和使用進展進行跟蹤和評估,增強算法透明性,防止技術(shù)失誤,規(guī)避對社會潛在風險、安全隱患、倫理道德的影響。同時走出傳統(tǒng)以人為中心的養(yǎng)殖思路,更多關(guān)注豬群權(quán)利和質(zhì)量安全等人文問題,促使智能化生豬養(yǎng)殖向著對人類和社會有益的方向發(fā)展。
2.發(fā)揮政府頂層設(shè)計和監(jiān)管的作用
①加強政策指引,規(guī)范市場主體行為
我國先后頒布了《“互聯(lián)網(wǎng)+”AI三年行動實施方案》《新一代AI發(fā)展規(guī)劃》《促進新一代AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018-2020)》等政策文件,但人工智能的運用缺乏完善的法律約束,且人工智能的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運用上缺乏專業(yè)性和指導性較強的政策指引,政府需在規(guī)范人工智能運用范圍,加強養(yǎng)殖過程監(jiān)管,明確技術(shù)應用責任以保障技術(shù)安全性等方面發(fā)揮頂層設(shè)計作用。
②促進高級生產(chǎn)要素集聚智能化生豬養(yǎng)殖
政府應在人工智能開發(fā)利用,高水平專業(yè)化人才培養(yǎng)以及資金投入及融資方面發(fā)揮作用。當前,動物識別算法與通用識別算法間存在較大差異,技術(shù)應用還不成熟,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在該領(lǐng)域的積極嘗試未出現(xiàn)明確結(jié)果,政府應為知識資源的開發(fā)和利用提供專項資金支持,完善硬件設(shè)施及產(chǎn)業(yè)鏈,促進高等教育的發(fā)展,培養(yǎng)專業(yè)化高素質(zhì)人才,進一步整合科研資源,建立專家系統(tǒng)。積極鼓勵市場主體以及資本參與智能化生豬養(yǎng)殖行業(yè),給予企業(yè)融資便利,吸引更多資本投入。
3.綜合考慮智能化生豬養(yǎng)殖的成本和需求
互聯(lián)網(wǎng)巨頭利用人工智能技術(shù)可以代替人的勞動,降低動物死亡率和生產(chǎn)成本,但人工智能開發(fā)、運用和維護成本高昂,反而加重企業(yè)負擔。一方面,雖然人工智能降低了對體力勞動者的依賴,但需高素質(zhì)人力資源保持運營,隨之而來的更高薪資要求和人力資源成本;另一方面,人工智能是一套復雜算法的集合,不能直接將其他行業(yè)案例直接套用至智能化生豬養(yǎng)殖,同時迭代更新快、運維成本高,初期資金投入大。
“十三五”期間是畜牧業(yè)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期,養(yǎng)殖水平和畜產(chǎn)品安全水平尚未得到充分提升[16]。人工智能技術(shù)的興起成為養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要推動力量,未來智能化生豬養(yǎng)殖會成為連接養(yǎng)殖戶、保險企業(yè)、政府監(jiān)管層、消費者等多元利益主體的關(guān)鍵,產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景較好。但豬肉市場波動較大,疫病防治存在風險,且部分消費者對高科技產(chǎn)出品存在懷疑心理,因而智能化生豬養(yǎng)殖是否能夠在激烈的市場競爭中奪取消費者偏好仍需進一步討論。