客观日本

通过计算机优化养鱼池的喂食,提高效率增加利润

2021年11月09日 农林牧渔

让鱼在计算机生成的水槽里游动并预测其生长情况。如果能像养殖游戏那样模拟池塘条件,也许就能够将其实际应用于水产养殖业。日本北海道大学正在推进这样的研究,可避免浪费饲料,不仅有助于节能,还有望增加利润。通过推进数字化转型(DX),养殖业在十几年后或许成为一个热门行业。

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通过模拟实验预测水槽未来的情况(图片由北海道大学提供)

联合国粮农组织(FAO)的数据显示,截至2017年,全球约90%的水产资源都处于过度捕捞的状态,或者已被捕捞到可持续发展极限的状态。作为可持续发展渔业系统,预计水产养殖今后会继续增加。另一方面,日本的水产养殖业面临着严重的老龄化和劳动力短缺问题,需要提高生产率等。

为帮助水产养殖业制定包括调整喂食频率、喂食量和饲养天数等在内的经营战略,北海道大学的高桥勇树助教等人组成的研究团队开发了通过模拟实验,预测鱼类生长情况以及利润预期系统。该系统可以设定鱼的大小、游动速度、数量、饲料及水槽尺寸等条件,改变条件,鱼的生长情况也会发生变化。包括人工成本和设备成本在内,通过估算可以做出更接近实际经营的预测。

研究团队比较了给鱼投喂相当于其体重1~3%的饲料时可获得的利润。喂食3%体重的饲料时,生长情况良好,但利润较低。高桥助教总结道:“通过比较发现,提高利润,并不一定要把鱼喂得太饱。”

虽然鱼饲料在养殖成本中的占比还取决于鱼的种类等,但一般来说会占总成本的60~70%左右。如果饲料投喂量太少的话不利于生长,相反,投喂太多则会出现吐食和吃不完的情况,会造成水质污染,引起赤潮和疾病。如果能提供合适的喂食方案,则有助于解决这些问题。

新系统有助于补充此前作为经验法则流传下来的水产养殖知识,或者使水产养殖实现可视化。高桥助教充满期待地表示:“汽车和飞机经过模拟实验后再制造已经是常见做法。水产养殖也可以利用同样的方式。”该系统还有助于促进新的参与者进入水产养殖行业。

目前研究团队正准备实施与实际的水产养殖进行比较以确认模拟精度的实验。计划与企业合作推进实用化。

想通过数字化推进水产养殖业创新的尝试不止这一个。日本长崎大学海洋未来创新机构主任征矢野清教授等人推进的项目也是其中之一。

该项目通过开发和导入潜入水中检查渔网破损情况和鱼的健康状态的水下机器人,以及现场发电供自动喂食器和观测设备使用的小型潮汐发电技术等,计划20~30年后成为渔业的典范。项目已入选为日本科学技术振兴机构的支援项目。

日本人非常喜欢野生鱼。而在海外,是否在管理之下采取了可持续生产方式,对消费者来说是与味道一样重要的决定购买与否的关键因素。征矢野教授表示:“应该导入最先进的技术,努力在2050年之前建立一个对环境和生产者都友好的商业模式。”

引进先进技术的势头逐渐高涨

日本的水产养殖业的相关技术开发动向与前景
1870年代 开始人工养殖虹鳟和鳗鱼
1927年 香川县引田町(现为东香川市)首次在日本实施海面鱼类养殖
1950年代 随着养鱼池的改良,从事以鰤鱼为首的水产养殖业的人增加
2002年 近畿大学成功实现蓝鳍金枪鱼的完全养殖
2018年前后 开始开发采用IoT和AI的水产养殖设备
2030年 数字技术将在水产养殖业者中普及
2050年 有望通过科技实现可持续发展的水产养殖业

水产养殖技术一直在进步。日本比较著名的一项成就是,2002年近畿大学水产研究所全球首次成功实现了蓝鳍金枪鱼的完全养殖。濒临灭绝的日本鳗鱼等也在推进完全养殖研究。随着人工智能(AI)和物联网“IoT”等的发展,水产养殖业也踏入了新的阶段。

从事水产养殖相关业务的初创企业UMITRON(东京·品川区)开发了可以通过智能手机远程操作的自动喂食器,以及利用图像和AI评估鱼的进食情况的系统。据该公司负责人介绍,这些设备“已经有数十家水产养殖业者引进。业内都在积极研究能否将现代科技引入水产养殖中”。

洋马控股的子公司洋马舶用系统(兵库县伊丹市)开发了通过处理在水中拍摄的图像自动计算养鱼池中的鱼数的系统,并已于2021年4月开始试用。

推进水产养殖业的创新不仅可以提高经营能力,同时还能为削减温室气体等做贡献。另一方面,还有通过基因改造技术“基因组编辑”自由改变鱼的特性,以及制作“培养鱼肉”的尝试。今后还需要继续思考什么样的水产养殖业才能为消费者所接受。

日文:下野谷涼子,《日经产业新闻》,2021/10/29
中文:JST客观日本编辑部