透過物聯網技術　搶救小豬大作戰

在豬養殖業中，仔豬死亡率是一個需要仔細處理的嚴重問題。特別是，在頭三天裡，有7.5%的仔豬會被母豬意外壓死。平均每天有1.2頭仔豬被母豬壓死。

具體來說，仔豬壓死可能發生在母豬躺下或翻身時。這樣的事故更容易發生在較弱的仔豬身上，因為較弱的仔豬更有可能靠近母豬吸乳。

此外，當產房溫度較低時，仔豬也會更靠近母豬保暖。因此，為了防止仔豬被母豬壓死，我們應該避免仔豬餓和受冷。或者，可以使用產房籠來限制母豬的姿勢變化，並為仔豬提供更安全的空間。

當一頭仔豬被壓死時，養豬者必須在太遲之前迅速採取行動。一位技術嫻熟的養豬者可以通過仔豬的尖叫聲來檢測仔豬的死亡，並強迫母豬站起來或將被壓死的仔豬與母豬分開。然而，監控產房籠對養豬者來說是一項全天候的工作，而勞動成本過高。

物聯網技術可由麥克風感應器中收集豬的聲音數據，並在仔豬被壓死時自動採取行動。我的研究團隊利用 IoTtalk 的物聯網設備管理平台，提出了 PigTalk 技術，來解決仔豬被壓死的問題。

透過對產房收集的聲音數據進行即時分析，PigTalk 檢測是否有任何仔豬尖叫事件發生，並自動啟動母豬警報器進行應急處理。

PigTalk利用一種音頻轉換方法來預處理原始聲音數據，並在機器學習中利用最小-最大標度化來檢測仔豬的尖叫聲。

PigTalk以上述數據預處理方法與機器學習模型微妙的參數設置將仔豬尖叫檢測準確度提高到了 99.4%，比以前的解決方案（最高達 92.8%）更好。

PigTalk 可以在 0.05 秒內拯救 99.93% 的仔豬。這樣的結果已在商業化的產房得到驗證。PigTalk 是一種新方法，可以自動減輕仔豬被壓死的情況，這是過去無法實現的。

PigTalk提供一個遠距操控的GUI (graphical user interface)，豬場飼主可用手機控制強迫母豬站起來的致動器(Actuator)。圖(a)提供的致動器包括振動地板、氣流噴射、灑水系統和電極(有些不太人道，並未真正實作)。

當豬場飼主收到警報時，他/她通過手機觀看從攝像機 (圖(b)) 發送來的視頻，並可操作攝影機放大影像，清楚觀察(圖(c)) 。

如果仔豬的尖叫聲不是由於被壓死引起的，那麼養豬者可以遠程停止致動器 (圖 (f))。如果確實發生了仔豬壓死，則他/她應該跑到籠子處理這個仔豬壓迫事件。

養豬者可以選擇打開或關閉致動器 (圖 4 (a))，當危險情況得到緩解時停止致動器。在PigTalk中，環境致動器例如加熱燈可以手動打開/關閉 (圖 4 (d))，或者在溫度變化時自動打開/關閉 (圖 4 (e))。

PigTalk搶救小豬大作戰是運用AI及物聯網技術的很好範例。關於技術的詳細信息，請參閱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。