最近，央视公开报道了养殖机器人在牧原肉食产业综合体的应用场景：“整个场区5G全覆盖，真正使养猪实现了数字化、智能化的转型升级。其喂料、猪群监测、粪污清理等全部由机器人完成，最新的人工智能、大数据、物联网等技术将全部应用到传统的养殖业。”“机器人成了'管家’，智能饲喂系统按需自动下料，猪群悠闲地进食，集成各类摄像头、传感器的智能巡检机器人在猪舍内巡检，监测环境数据和猪群生长情况……”
图1：央视记者采访牧原集团管理人员
许多人难以相信：“怎么可能？”那么，机器人是怎么代替人工实现智能养殖的呢？
一、现代机器人的概念特征
机器人（Robot）这个词源于捷克著名作家卡雷尔·恰佩克（KarelCapek）在20世纪20年代所著科学幻想戏剧《罗素姆万能机器人》。机器人源于作家的想象，因此常与哲学、伦理、未来方面的探索相关，并没有技术上的准确定义。后来，科幻作家艾萨克·阿西莫夫（IsaacAsimov)用robot的概念写了流行的科幻小说，并提出了'机器人三法则'，让机器人被更多的人熟知。
图2：机器人图片来源网络
机器人是什么？简单说，机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。机器人通常由三部分组成：一是驱动装置。按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作，输入的是电信号，输出的是线、角位移量。二是检测装置。是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，以保证机器人的动作符合预定的要求。三是控制系统。当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息。典型的机器人具有适当的框架和可动作的物理结构；传感器系统；内置或外接电源；处理信息和发出指令的计算机。
我们分析机器人的工作过程，可以发现它们有一些共同特点。机器人是一台可由计算机编程的机器。我们以市面上流行的扫地机器人为例，打开机壳，里面的控制电路就在一块印刷电路板上。高端的扫地机器人有强大的中央处理器（CPU）和智能软件，可以记住房间的布局图和它清扫过的地方。火星探测器'好奇'号的内部核心是BAE公司开发的单板计算机，CPU采用的是摩托罗拉的PowerPC750。它能承受1000戈瑞（Gy）的宇宙射线辐射（要知道我们平时做腹部X光检查，身体吸收的射线强度是0.0007戈瑞），常规计算机里的电子存储元件无法在这么强的辐射中正常工作。这个计算机给了机器人一定的运算能力和'智能'。这个计算机的'内心'运算能力越强大，机器人的智能就可能越高。
机器人能够自动执行一系列复杂的动作：工业机械臂可以完成精准而繁重的动作，手术机器人更是把'精密'练得炉火纯青，火星探测器可以在崎岖的地面行驶自如、采集样品。从另一个角度来看，机器人的动作可以分成两部分，一是它的'手'，二是它的'脚'。'手'是机器人完成指定动作的结构，可以有臂、关节、末端执行器，可以灵活地进入指定的位置，完成各种复杂动作。'脚'是机器人可以在这个世界上自由移动的装置，最常见的是轮子和腿、脚。
大多数机器人是被设计用于执行任务而不考虑其外观的机器。对于机器人来说，外观不是主要的，那只是一层外壳而已。它可以像人，可以像猫，可以像狗；可以是像塔罗斯那样的巨人，也可以是纳米级别的微型机器人。我们会在一些机器人的设计中，根据工作环境的特点和任务要求给予优化的外观，如流线型设计。
图3：机器人图片来源网络
二、机器人的考评标准
我们如何看待、分析一个机器人呢？以下有一系列的技术指标，从这里我们可以对机器人有一个数据上的分析。
1.速度：腿足机器人走动速度，机械臂移动速度，火星探测器驱动速度，水下机器人前行速度等。
2.有效载荷：机器人在其工作空间可以承受的最大负荷。如果你希望机器人将目标工件从一个工位搬运到另一个工位，需要注意将工件的重量和机器人手爪的重量加总到其工作负荷中。不过，对于挥舞手术刀的手术机器人，我们对其载荷的要求并不高。
3.自重比（载荷与自身重量比）：在自然界的动物中，如果不考虑载荷的绝对重量，而考虑载荷与自身重量比的话，我们熟悉的蚂蚁就是'大力士'，能够举起约为自己体重50倍的重物﹣-自重比为50。还有一种热带螨虫，它可以举起约为自身体重1182倍的东西——自重比为1182。现在很多机器人的自重比小于1。但是，美国一个研究小组在2017年底的美国《国家科学院学报》上报告说，他们受折纸艺术启发研制出一种新型人工肌肉，可以让机器人变成'大力士'，能提起自身重量1000倍以上的物体。
4.重复精度：重复精度可以被描述为机器人完成例行工作任务时每一次到达同一位置的能力。一般在±0.05mm到±0.02mm，甚至更精密。如果要让机器人组装一个电子线路板，你可能需要一个重复精度超级高的机器人。而对于打包、码垛等工种，则不需要那么精密的工业机器人。
5.自由度：这是指机器人在三维空间移动的自由度，和轴数有关。现有常见的机械臂有4轴、6轴和7轴。关于轴的技术原理，我们将在后文做详细的介绍。
6.机器人能感知、能交流：机器人最简单的感知是监控自己运动的能力，能够感受到力、速度、质感。它还能够看到、听到，甚至闻到或尝到.一些机器人还可以识别人体动作和人的语言。
三、牧原养殖机器人的研发
作为一个农业大国，我国的农业机器人产业自上世纪90年代起步后，市场规模不断增长，产品应用日益广泛、技术体系逐步完善。据统计，2019年我国农业机器人产量从2015的3250万台产量增长至17000台，需求量从2015年的3515万台增长至17273台；市场规模从2015年的1.24亿元增长至4.97亿元。2023年我国农业机器人产量约为31193台，需求量约为31473台。2023年年初，工信部等十七部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》，提出加快农林牧渔业基础设施和生产装备智能化改造，推动机器人与农业种植、养殖、林业、渔业生产深度融合，支撑智慧农业发展。
机器人养猪、猪脸识别技术、大数据筛选病死猪……这些科幻小说里的片段，如今已经成为现实。牧原养殖机器人的研发始于2019年。养殖机器人主要采用机器视觉、声学感知和传感器等技术，对家畜的生长和健康情况进行监测和控制。机器人会收集家畜的各种数据，如体重、饮食、活动等，然后将这些数据与预设的标准值进行比对，以便进行相应的调整和管理。机器人还能自动化完成喂食、清理、除臭等操作，大大减少了养殖员的工作量，提高了生产效率。
1. 历程：牧原集团自2019年开始组建智能化团队；2020年，创新养殖智能化系统，实现智能环控、智能饲喂，研发智能养猪机器人。2021年，拿出一个亿注册资金，成立河南牧原云计算技术有限公司，专业从事大数据、人工智能等前沿技术研发，对旗下所有的养殖场进行智能化赋能；国家有关部门联合公布了2021年智能制造示范工厂单位和优秀场景名单中就有万荣牧原农牧股份有限公司。2022年，智能化持续发展，创建物联网平台、大数据平台、人工智能平台；4月，牧原集团智能化团队荣获第26届“河南青年五四奖章”。2023年又上线了饲料厂智能化系统。目前，在智能化板块，研发人员达1200余人，年投入10亿元。
图4：央视记者采访牧原养殖厂视频截图
2. 机构：从工商注册登记情况看，牧原集团目前涉及机器人及配套产品的研发、生产、销售与服务的机构有6个：一是河南牧原智能科技有限公司，工商登记经营项目包括机器人及配套产品的研发、生产、销售与服务；二三分别是河南牧原云计算技术有限公司、郑州牧原数字技术有限公司，工商登记经营项目包括智能机器人的研发；四是西奈克消防车辆制造有限公司，工商登记经营项目包括机器人的技术研发；五是青岛即墨牧原农牧有限公司，工商登记经营项目包括智能机器人的研发；六是西湖大学牧原集团联合研究院机器智能实验室 （Machine Intelligence Laboratory， MiLAB），专注于机器人学习领域的研究工作，旨在利用机器学习算法赋予真实机器人高度灵活性、快速适应能力和自主学习能力。以提高机器人的行为灵活性和行为自主学习的能力，研究深度元学习理论以提高机器人对于新任务的快速适应性，同时也融合高效的数据挖掘方法和先进定位导航方法帮助机器人进行智能决策和基于IMU的多传感器智能组合导航系统项目。
3. 种类：2019年开始推出一种清粪机器人、推粪机器人、驱赶牲畜的机器人、搬运机器人、无人打针机器人和产房机器人；2020年推出一种地面巡检机器人、捡猪机器人、驱赶机器人、自动输精机器人、开门机器人、一种赶猪机器人、一种电力巡检机器人、炒菜机器人装置、一种室内消毒机器人；2021年推出了一种室外消毒机器人、基于智能视觉的自动取样装置、于智能视觉的沼液外溢监视方法及系统、基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法、应用于巡检车的巡检任务执行装置及巡检车系统、用于生猪养殖的自动投食设备；2022年又推出一种刷圈机器人、一种多自由度清洗机器人、测温清理机器人、饲喂投料机器人、轨道机器人……下面简单介绍10款牧原养殖厂常用机器人：
一种捡猪机器人——价值评分：55分。本实用新型专利2020年12月26日申请，2021年10月15日国家知识产权局授权公告。机器人主体包括:车架体;车体底盘,行走装置安装在车体底盘上,车体底盘与车架体固定相连;驱动装置,驱动装置用于驱动行走装置移动,驱动装置与控制系统信号连接。升降臂的一端可转动的安装在车架体上,并且升降臂通过步进电机驱动转动,升降臂为两个,且对称布置在车架体的两侧。夹爪机构包括:连接架,连接架的两端分别连接两个升降臂;固定在连接架上的夹爪固定部;夹爪移动部,夹爪移动部可相对于夹爪固定部距离可调的安装在连接架上。在无人值守的智能猪舍内部，当有猪死亡时，捡猪机器人的控制系统检测到有需要处理的猪只时，则控制行走装置移动，使捡猪机器人移动到待处理猪只处，然后启动升降臂调节至合适位置，并调节夹爪机构至最大开度，使待处理猪只位置夹爪机构之间，再调节夹爪机构至夹待处理猪只，完成捡猪。采用本捡猪机器人可实现自动化捡猪，不需要人工去捡，降低人体被感染的风险，并且可及时完成待处理猪只的处理，避免了影响正常猪的生长的问题，进一步降低风险。
图5：捡猪机器人的一种结构的结构示意图
图例：1为机器人主体、2为行走装置、3为升降臂、4为夹爪固定部、5为夹爪移动部、6为滚珠丝杠、7为检测装置、8为收纳盒
一种驱赶机器人——价值评分：55分。本实用新型专利2020年3月23日申请，2020年12月15日国家知识产权局授权公告，本实用新型专利提供的一种驱赶机器人，包括:移动底盘、支架、挡板、拍打部和拍打驱动装置，支架安装在底盘上方，挡板安装在支架的前方，用于阻挡牲畜，拍打驱动装置安装在支架上方的前侧，拍打驱动装置与拍打部连接，拍打驱动装置用于驱动拍打部转动，以驱赶生猪向前移动，在驱赶的过程中，可避免工作人员与生猪接触，因此可降低劳动强度，减少生物安全的风险。
图6：驱赶机器人的结构示意图
图中：1为履带底盘，2为支架，3为拍打结构，4为伸缩机构，5为扬声器
一种刷圈机器人——价值评分：54分。在养猪生产过程中，每养一批猪过后都要对单元内部进行刷圈。因为哺乳舍圈内空间狭小，布局复杂，目前保育舍猪圈都是由人手持高压水枪进行刷洗，劳动强度很大。为了解决问题，在现有技术中，也有哺乳舍清洗装置，其包括电动推杆、手臂、手臂上连接的高压水管和手臂前端的与高压水管连接的高压喷头；工作时，电动推杆将手臂张开，通过手臂前端的高压喷头实现对哺乳舍进行冲洗。但是，在实际工作中，因为哺乳舍清洗装置的手臂没有灵活的自由度，高压水距离清洗物太远导致雾化严重，所以清洗效果不佳。为了克服现有技术的缺点，本实用新型提供了一种刷圈机器人，有效的解决了因为高压水距离清洗物太远带来的雾化严重的问题，大大提高了清洗效果。
本实用新型专利2022年6月22日申请，2022年12月6日国家知识产权局授权公告，该专利公开了一种刷圈机器人，包括用于行走的移动底盘，移动底盘上设置有上支架，上支架上设有卷管器，卷管器上缠绕有柔性的输送管；上支架上还设置有用于安装水管的多轴机械臂，多轴机械臂设置有多个运动关节，使得其末端能够进行多自由度运动，末端设置有喷嘴，水管的进水口与输送管连接，水管的出水口连接喷嘴，以通过多轴机械臂的旋转、摆动和（/或）伸缩时，缩短喷嘴与目标物之间的距离。与现有技术相比的优点：采用多轴机械臂，其大大提高了机械臂的自由度，方便对水管进行旋转、摆动或伸缩，不仅可以控制喷嘴靠近清洗物，解决因为喷嘴距离目标物太远，导致喷出的水柱雾化严重，清洗效果不佳的问题，而且扩大了清洗范围，清洗更全面，更符合实际清洗的需要。
图7：刷圈机器人结构示意图
附图标记：1、移动底盘；2、上支架；3、卷管器；4、运动关节；41、第一关节模组；42、第二关节模组；43、第三关节模组；5、喷嘴；6、第一水管；7、第二水管；8、电磁阀；9、接头；10、转弯头；11、第一机械臂；12、第二机械臂；13、直通头；14、三通阀；15、压力表；16、固定支架；17、电磁阀支架；18、旋转底座
一种地面巡检机器人——价值评分：53分。在养殖过程中的投料、加水、运输、巡视等环节主要通过人工完成，导致养殖效率较低，此外由于现有人工巡栏对现场人员及兽医的专业度要求较高，人工判断的差异性也会导致巡视状况等工作的不稳定性，另外人工巡栏的实时性较差，无法及时准确反馈巡视状况，从而影响养殖效率和质量。因此，如何提高牲畜的养殖效率和质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
本实用新型专利2020年3月27日申请，2020年12月4日国家知识产权局授权公告，该专利技术方案：一种地面巡检机器人，包括：移动车体、识别摄像头、红外测温仪和控制器，识别摄像头和红外测温仪安装在移动车体上，且分别与控制器连接，识别摄像头用于获取牲畜的图像信息，红外测温仪用于获取牲畜的温度信息，控制器用于接收图像信息和温度信息，并根据图像信息和温度信息判断牲畜的健康状况。预警装置用于当控制器判断出牲畜的健康状况处于异常状态时发出警示信号。搬运装置用于当控制器判断出牲畜死亡时，将死亡牲畜移出圈舍。支架上设有用于安装识别摄像头的云台以及用于防止识别摄像头抖动的避震器。移动车体上设有惯导导航系统、Apriltag视觉定位系统和激光测距仪。移动车体还包括两个前轮和两个后轮，两个前轮均有独立的电机驱动，同一侧的后轮和前轮通过传动装置连接。
图8：地面巡检机器人的结构示意图
附图标记：1为移动车体，1-1为车轮，1-2为传感器防撞条，1-3为自动充电板，1-4为照明灯，2为红外测温仪，3为激光测距仪，4为识别摄像头，5为补光灯
一种室内消毒机器人——价值评分：53分。猪舍内部环境复杂，存在有害的病菌需要定期对其进行消毒。人工消毒效率较低，费时费力，且容易出现喷洒不均匀的情况。因此，如何提供一种室内消毒机器人，以提高工作效率，且实现喷洒均匀，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
本实用新型专利2020年12月23日申请，2021年10月19日国家知识产权局授权公告。一种室内消毒机器人，包括车体，车体上设置有超声波雾化器，超声波雾化器上设置有药液桶，超声波雾化器的出口设置有喷头，喷头的高度高于超声波雾化器，车体的前部设置有用于自主导航的激光雷达，车体的前部设置有用于避障的超声波雷达。喷头上具有多个喷嘴，多个喷嘴朝向不同的方向。多个喷嘴的喷射口向上。多个喷嘴呈等夹角设置，车体为履带车体、电动车。超声波雾化器的顶部设置有药液桶，喷头的高度高于药液桶。超声波雾化器与车体可拆卸连接。车体上设置有固定板，激光雷达设置在固定板上。本实用新型提供的室内消毒机器人，能够自动喷洒消毒液，提高工作效率，超声波雾化器可将消毒液通过超声波雾化后从喷头将消毒液雾化喷出，实现喷洒均匀。并且，车体的前部设置有用于自主导航的激光雷达和用于避障的超声波雷达，能够实现自动行驶，确保喷洒无遗漏。
图9：室内消毒机器人的结构示意图
图例：喷头1、药液桶2、超声波雾化器3、激光雷达4、固定板5、车体6
一种清粪机器人——价值评分：49分，本实用新型专利2019年9月26日申请，2020年5月22日国家知识产权局授权公告，该专利所提供的清粪机器人包括可移动的主体，主体具有多个轮子，主体设有多个转轴以及用以驱动转轴转动的运动部，主体的下部设有与转轴转动连接的第一毛刷，主体的上部设有与转轴转动连接的第二毛刷，该清粪机器人通过主体以实现各部件的安装，通过轮子以实现主体的移动，通过运动部以实现转轴的转动，通过转轴转动以实现第一毛刷和第二毛刷的转动，通过第一毛刷以实现对地面或地板的清理，通过第二毛刷以实现对墙壁或柱体的侧壁的清理，适用于新型猪圈结构的清理，具有清理效果好、适用范围广、工作效率高和自动化程度高的特点。
图10：清粪机器人的结构示意图
图例：3-第一毛刷、11-第二毛刷、12-支架、14-水泵、15-喷嘴
一种多自由度清洗机器人——价值评分：47分，本实用新型专利2022年6月22日申请，2022年11月8日国家知识产权局授权公告，该专利公开了一种多自由度清洗机器人，包括架体和架体下部的行走机构，架体上设置有旋转臂和驱动旋转臂在左右方向上转动的第一驱动机构，第一驱动机构包括第一步进电机，第一步进电机通过旋转轴和圆盘连接旋转臂，旋转臂上设有与喷水管连接的旋转喷头和驱动旋转喷头在竖直方向上转动的第二驱动机构，第二驱动机构上设有用于使旋转喷头在垂直于屏幕方向转动的喷头旋转机构，第二驱动机构包括第二步进电机，第二步进电机通过电机固定架连接喷头旋转机构的一端，喷头旋转机构的另一端连接旋转喷头。
本实用新型与现有技术相比具有下列优点：通过第一驱动机构实现旋转喷头在左右方向转动，通过第二驱动机构实现旋转喷头在竖直方向上转动，通过喷头旋转机构实现旋转喷头在垂直于屏幕方向转动，从而实现旋转喷头在单元栏位中多自由度转动。因此，本实用新型相对于现有技术来说，旋转喷头清洗时自由度高且清洗范围大，最终保证对猪舍单元栏位全覆盖清洗，有效解决了现有技术存在的清洗死角问题。在该技术方案中 ，第一步进电机工作时会通过旋转轴带动圆盘在左右方向上旋转，从而带动旋转臂在左右方向旋转，进而实现旋转臂上的旋转喷头在左右方向上转动，以扩大旋转喷头在左右方向的清洗范围。第二步进电机工作时会带动喷头旋转机构在竖直方向旋转，进而实现喷头旋转机构上的旋转喷头在竖直方向上转动，以扩大旋转喷头在竖直方向的清洗范围。
图11：多自由度清洗机器人结构示意图
图例：1、架体；2、行走机构；3、喷水管；4、旋转臂；5、第一驱动机构；51、第一步进电机；52、旋转轴；6、旋转喷头；7、第二驱动机构；71、第二步进电机；72、电机固定架；8、喷头旋转机构；81、舵机；82、旋转密封接头；83、软管接头；9、卷管器；10、电磁阀；11、超声波传感器；12、激光雷达
一种无人打针机器人——价值评分：49分。本实用新型专利2019年9月27日申请，2020年7月30日国家知识产权局授权公告，该专利提供一种无人打针机器人，可以实现自动打针，无需人为操作，极大地简化了畜牧的疾病预防过程，降低了养殖成本。无人打针机器人将两个输送架形成输送通道2的一端对准牲畜养殖区的出口，向输送通道2内驱赶牲畜，令牲畜排队进入输送通道2;牲畜进入后两个输送带1会将牲畜架起来，简单来说就是两个输送带1从牲畜的两侧夹紧并悬空运输牲畜，当牲畜输送至注射装置3下方时，控制装置7开启注射，装置3实现注射，注射完毕后牲畜将沿输送通道2被运出。无人打针机器人实现了大批量养殖过程中多只牲畜的自动打针，提高了工作效率，降低了养殖成本。
图12：无人打针机器人结构示意图
图例：1-输送带、11-凸出筋、12-防滑槽、13-减速电机、15-托辊、16-皮带面、2-输送通道、3-注射装置、31-注射头、4-机架、41-安装框、411-机架安装孔、42-调距板、421-第一定位孔、422-条形孔、423-第二定位孔、5-定位板、51-铰接孔、52-弧形孔、53-输送带连接部、531-螺孔、6-光电传感器、7-控制装置、8-滚轮
一种自动输精机器人——价值评分：54分。随着全球智能化水平的飞速发展，自动化操作在行业的应用也越来越广泛，因此，为了增强企业竞争力，提高自动化、智能化水平成为企业发展的重要目标。传统的母猪受精方式采用人工注射的方式，工作效率低，不能满足大批量母猪授精需求。如何满足大批量母猪的受精需求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。本实用新型专利2020年8月6日申请，2021年6月8日国家知识产权局授权公告，通过控制系统控制夹持机构夹持于母猪的尾部后背，在夹持机构稳定夹持后，控制系统控制驱动机构以带动输精机构对准母猪的卵巢，之后控制系统控制输精机构向母猪的卵巢中输入公猪的精液，以完成对母猪的受精，相对于现有的人工注射的方式，本专利可以自动向母猪的卵巢中输入公猪的精液，无需人工参与，其工作效率比人工注射的方式高，降低了人工成本，可以满足大批量母猪的受精需求。
图13：自动输精机器人示意图
图例：1‐背夹、2‐第一驱动模块、3‐夹板、4‐柔性垫片、5‐安装座、6‐输精管、7‐第二连杆、8‐第三驱动模块、9‐第一连杆、10‐第二驱动模块
一种产房机器人——价值评分：49分。该产房机器人一次性将仔猪集中，完成补铁、抗生素注射、断尾、阉割工序，满足一体化操作流程和功能。其技术方案:产房机器人包括工作台、设置在工作台上的阉割装置和断尾装置以及打针装置，工作台上设置有用于容纳仔猪的保定架，打针装置用于对仔猪进行打针注射药物，阉割装置用于切除仔猪的睾丸，断尾装置切断仔猪的尾巴。打针装置设置在工作台上且位于保定架的两侧，打针装置包括推动部和注射部，推动部能够驱动注射部向仔猪耳根运动以与仔猪耳根抵触且抵触后继续注射药物。推动部包括安装于工作台的支架、水平铰接在支架上的丝杆以及驱动丝杆转动的驱动转动电机，丝杆上套装有滑块，通过丝杆转动能够驱动滑块前后运动;注射部包括安装于滑块上的安装架和设置在安装架上的连续注射器，安装架靠近仔猪耳根的一侧具有开槽，连续注射器的针柄与开槽的槽壁固定连接，连续注射器的针筒放置在开槽内，针筒可在开槽内前后滑动。阉割装置包括设置在工作台上的阉割部和夹紧部，夹紧部用于将保定架上的仔猪睾丸夹紧，阉割部上具有用于切断睾丸的切刀。阉割部包括安装于工作台的第一驱动部、安装于第一驱动部上的固定架、安装于固定架的水平切刀和竖直切刀，第一驱动部能够驱动固定架沿着保定架的长度方向、宽度方向和竖直方向运动，固定架与第一转动电机连接;夹紧部包括安装于工作台的第二驱动部和安装于第二驱动部上的平行夹爪，第二驱动部能够驱动平行夹爪沿着保定架的长度方向、宽度方向和竖直方向运动，平行夹爪与控制电机连接，控制电机能够控制两个夹臂相向运动以将睾丸夹紧。还包括安装于固定架的摄像机。断尾装置包括设置在工作台上的切断部，切断部为设置于平行夹爪的夹臂上的切断圆弧开口，切断圆弧开口内设置有刀片。还设置有消毒装置，消毒装置包括蠕动泵、低压喷嘴和用于存放碘伏的药瓶，低压喷头通过蠕动泵与药瓶管连接，低压喷头指向仔猪耳根处，低压喷头固定在支杆上，且设置在支架的前端。工作台的下端设置有两对驱动轮，每个驱动轮分别通过一个移动电机驱动。阉割装置的摄像机(11)、第一转动电机、控制电机、驱动转动电机、移动电机、蠕动泵均与控制器连接。
图14：产房机器人的结构示意图
图例:1-工作台、2-蓄电池、3-移动电机、4-驱动轮、5-消毒装置、51-药瓶、52-蠕动泵、53-低压喷嘴、54-支杆、6-第一驱动部、7-第二驱动部、8-平行夹爪、81-夹紧圆弧开口、82-夹臂、83-切断圆弧开口、831-刀片、9-第三驱动部、10-第二转动电机、11-摄像机11、12-固定架、13-保定架、14-第六驱动部、15-打针装置、16-第五驱动部、17-第四驱动部、18-第一转动电机、19-水平切刀、20-竖直切刀、1501-驱动转动电机、1502-联轴器、1503-丝杆、1504-支架、1505-滑轨、1506-滑块、1507-减重孔、1508-复位弹簧、1509-针头、1510-限位套、1511-卡扣段、1512-卸载段、1513-转接段、1514-限位杆、1515-注射段、1516-针筒、1517-连续注射器、1518-针柄、1519-进药孔
四、牧原智能机器人的应用
在猪群生长环境控制研究方面，牧原着力研究猪舍的温湿控制系统和猪舍自动饲喂系统两大核心系统。
巡检机器人集成可见光摄像头、3D摄像头、红外热像仪、拾音器、气体检测仪等各类传感器，实时传送着温度、湿度、风机转速、异常声音等指标，后方平台通过云监控、大数据分析和自动化设备运行，能够完全实现生猪养殖的智慧管理。据牧原集团养殖技术人员介绍：“智能巡检机器人，相当于整个猪舍的大脑CPU，通过监控猪舍内的温度、湿度、二氧化碳、硫化氢、氨气等这些气体的含量，对猪场环境做出判断后反馈到信息平台上，让饲养员知道生产单元内的实际情况，做出相应的处理。”
“再如人工智能技术上，公司是否使用的标准也是能否提高效率而非是否先进。业内一些公司搞的猪脸识别精准饲喂系统，看上去确实很先进，但是精准饲喂带来的效率提升是十分有限的，和猪脸识别系统巨大的投入相比，对整个生产效率不仅没有提升可能还会出现下降。牧原集团目前采用人工智能进行猪只识别，多是为了快速清点数量，并不用精确识别出不同个体。而对猪异常声音的识别，则在非洲猪瘟常态下背景下对提前发现疫情有着极其重要的作用，因此公司对这项技术的研发极为重视，并且已经大范围推广。”
此外，西湖大学牧原集团联合研究院机器智能实验室针对以惯导为核心，结合人工智能的智能组合导航系统开展研究。针对当今智能机器人快速发展情况下，畜牧业智能移动机器人应用越来越广泛，完全自动化地巡视、检测、清扫等任务由智能机器人完成将大大节约人工成本和时间成本的实际，在成本限制下的多传感器组合导航方案，在充分了解了牧原集团当下的具体场景下存在的问题，如传感器组合不够深入、对于特殊场景下传感器失效或误差失控等问题处理不当等，重点解决机器人操作是标准化统一管理的问题。
图15：来自牧原集团宣传视频截图
五、牧原智能机器人的未来
“我国生猪行业既有机遇，也面临着诸多挑战。”目前，我国生猪养殖行业正致力于解决绿色养殖、疫病防范、提升工业化程度等等发展联动问题。在全球养殖业对健康养殖逐渐形成共识的当下，高效推进绿色可持续发展，推进智慧养殖，是实现中国养殖业现代化转型升级的重点。正如秦英林所说，“我们要建立企业自信，行业自信。规模小的企业也面临着变革，不能因为行业落后就不谈智能化。没有技术高地，只有变革先后，谁先做起来，谁就可以引领发展”。他强调企业一定要实现智能化跨越，通过大数据、智能化养猪，“这个阶段是在机械化、自动化的基础上实现人工智能”。
无论是优势还是挑战，智能养殖机器人的应用前景都非常广阔。随着人们对农业智能化的需求不断增强，智能养殖机器人在未来的发展将会呈现出以下趋势。一方面，智能养殖机器人将向着异构化、模块化、网络化、可编程等方向不断发展，从而提高其适应性和灵活性。另一方面，随着人工智能技术的不断突破和深入研究，智能养殖机器人的智能化程度将会越来越高，更加精准、高效地实现养殖自动化。此外，智能养殖技术将不断与其他技术如物联网、大数据、云计算、虚拟现实等深度融合，从而形成更为复杂的智慧畜牧生态系统。
（本文及图片根据各媒体、专业研究机构资料综合概述，如侵必删）
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