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這屆大學(xué)生已經(jīng)卷到鵝場了！00后開發(fā)AI養(yǎng)鵝小程序提升鵝群30%存活率

來源：中關(guān)村在線　2022-12-05 15:53:35

養(yǎng)鵝的歷史，在廣東汕頭后溪村的金書濤家已經(jīng)有30年，在整個汕頭澄海區(qū)，有300多年。一代代鵝農(nóng)習(xí)慣了依靠雙手雙眼識別、對抗鵝病。今年夏天，16名00后大學(xué)生用了100多天，幫鵝農(nóng)邁出了解放雙手的一小步。

(資料圖片)

2022年5月，深圳大學(xué)2020級騰訊云人工智能特色班(簡稱“騰班”)的學(xué)生來到汕頭鵝場，在深圳大學(xué)視覺研究所所長沈琳琳、深圳大學(xué)計算機與軟件學(xué)院人工智能系副主任馮禹洪等老師和騰訊工程師的指導(dǎo)下，用100余天開發(fā)出了首款A(yù)I養(yǎng)鵝小程序，將鵝中“勞斯萊斯”獅頭鵝的存活率提升了30%。

使用AI養(yǎng)鵝小程序之后，鵝農(nóng)不再需要蹲守鵝舍，即可隨時觀看鵝群動態(tài)，也能及時收到呆滯、體溫異常等鵝場內(nèi)出現(xiàn)的可疑鵝病預(yù)警。

在馮禹洪看來，騰班學(xué)生做的AI養(yǎng)鵝項目充分證明了一件事，“校企合作協(xié)同育人這條路是一條正確的道路?！?/p>

鵝農(nóng)在學(xué)習(xí)使用AI養(yǎng)鵝小程序

一段段“粘”著鵝糞的代碼

300多年來，“世界鵝王之鄉(xiāng)汕頭”的鵝農(nóng)們都學(xué)會了一個技能：通過肉眼觀察鵝是否長時間不動、雙手觸摸感知體溫是否發(fā)燒，來判斷鵝的健康。但很多時候，眼和手再快，也快不過病毒。

疾病摧毀一個千余只的鵝場，最快只需要十天。2018年冬天，一場突如其來的禽流感席卷了后溪村，有鵝場1000只獅頭鵝最后只存活了5只。

作為一名返鄉(xiāng)創(chuàng)業(yè)的大學(xué)生，金書濤相信科技的力量。他和正為“騰班”學(xué)生遴選社會實踐項目的騰訊云高等教育行業(yè)副總經(jīng)理錢栩磊、深圳大學(xué)計算機與軟件學(xué)院人工智能系副主任馮禹洪一拍即合，決定邀請2020級的“騰班”學(xué)生來到他的獅頭鵝養(yǎng)殖合作社，破解這道盤桓300年的難題。

解題從踩上鵝糞開始。王翊灃是AI養(yǎng)鵝項目組中的一員，他從未想過一間4000只規(guī)模的養(yǎng)鵝場離信息化竟然如此遙遠——除了木屋和一些照明設(shè)備，鵝場只有黑狗、橘貓以及隨處可見3厘米厚的鵝糞，信號也時斷時弱。

鵝場環(huán)境

更大的挑戰(zhàn)在于，時至今日，AI在鵝類養(yǎng)殖領(lǐng)域仍是一片荒漠，相關(guān)資料少之又少。大二還是“騰班”課業(yè)壓力最緊張的階段，訓(xùn)練算法模型要用的機器學(xué)習(xí)、視覺識別等多是研究生階段的知識?？杀M管如此，馮禹洪和深圳大學(xué)視覺研究所所長沈琳琳還是認為智慧養(yǎng)鵝項目是必要的。

“騰班”也被同學(xué)們戲稱為“疼班”——2018級學(xué)生大二課程上《機器學(xué)習(xí)》時，曾被要求一個學(xué)期要看完50篇英文論文并做總結(jié)報告。AI養(yǎng)鵝項目正是深圳大學(xué)聯(lián)合騰訊教育為新一屆“騰班”學(xué)生準備的“禮物”。

“做AI，不是坐在空調(diào)房里寫代碼，而是要學(xué)會在鵝糞中寫代碼?！鄙蛄樟照J為，學(xué)生們?nèi)绻绮贿^這3厘米厚的鵝糞，就無法真正走進AI這個行業(yè)。

“騰班”學(xué)生開會討論開發(fā)流程

100天爆改鄉(xiāng)村養(yǎng)鵝場

500平方米的空間里，4000多只鵝密密麻麻地聚在一起吼叫，聲音直逼80分貝。鵝一旦生病，叫聲會變得嘶啞，但眼前的景象讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)，單獨識別某一只鵝的叫聲似乎不可能。

他們踩著鵝糞、纏著鵝農(nóng)反復(fù)交流，了解到獅頭鵝常見疾病有鵝瘟、禽霍亂、大腸桿菌、中暑等，除了聲音嘶啞、發(fā)燒之外，閉目呆立也是重要的特征。騰班AI養(yǎng)鵝項目組因此決定，通過識別鵝的原地呆滯時長判斷其是否生病，并分為硬件、前端、后端、算法四個組推動項目落地。

在震耳欲聾的“嘎嘎”聲中，他們邁出了“AI救鵝”的關(guān)鍵一步——鋪裝攝像頭。鋪設(shè)期間，當?shù)貧鉁馗哌_40度，踩著梯子的他們，T恤濕了又干、干了又濕。比視頻畫面更早傳回深圳大學(xué)的卻是臺風(fēng)襲來的消息，攝像頭還沒等來給鵝拍照，就先迎來了極端天氣的“小測”。

騰班學(xué)生安裝并調(diào)試硬件設(shè)備

這些困難只是“前菜”，真正的攔路虎是“鵝臉采集”和算法模型。鵝是水禽生物，像給豬一樣掛二維碼識別的方式行不通。為了獲取足夠多的樣本“投喂”AI，同學(xué)們選擇用養(yǎng)殖場的攝像頭抓拍，人工逐一抽幀，再對拍攝的每張照片進行分類、打標簽。

6000張圖片、30萬只鵝的標注，讓很多同學(xué)睡覺夢見的都是鵝?！白鯝I真的是有多人工，才能有多智能?！蓖躐礊栒f，標注過程中需要集中百分百的注意力，“紅框如果稍微大一點，圈了一點雜物都會影響AI的訓(xùn)練效果”。

獅頭鵝標注與算法調(diào)優(yōu)

不僅如此，同樣的算法在不同的場景里，準確率可能會差幾十個點，因為鵝的場景太過密集，更需要不斷的迭代優(yōu)化算法。在騰訊工程師指導(dǎo)下，同學(xué)們首先優(yōu)化識別算法，提高密集場景下獅頭鵝的識別率，之后又優(yōu)化追蹤算法，記錄每一只鵝的停留時長，進而判斷是否有異常。改了“差不多幾十次”模型后，算法組同學(xué)才真正明白老師沈琳琳常說的那句話——沒有100%的算法模型，只有因地制宜的算法模型。

鞋底里無法清洗干凈的鵝糞最清楚這過程有多難。王翊灃還記得，項目期正值酷暑，遍地的鵝糞因為高溫變得黏糊糊的，他們靠在鵝棚里的三輪車，打開電腦調(diào)試代碼，身邊繞著一圈圈的蒼蠅，散發(fā)著硫化氫和氨氣的臭味。

鞋縫一點點塞滿凝固的鵝糞，學(xué)生們對鵝的了解也在不斷加深。他們發(fā)現(xiàn)，由于成年獅頭鵝的羽毛厚重，導(dǎo)致難以測量鵝溫。而小鵝苗的羽毛更輕薄，有測溫條件，正常鵝苗的體溫是40-41度，如果生病體溫一般會略高，所以，又在小鵝生活的鵝棚安裝了紅外測溫儀，并復(fù)用一部分“呆頭鵝”識別跟蹤的算法，幫助鵝農(nóng)識別體溫異常的“發(fā)燒鵝”。

后來，有同學(xué)又從十年前的論文里發(fā)現(xiàn)，獅頭鵝的發(fā)病和臺風(fēng)、霧霾等天氣也有著密切關(guān)系，于是這群00后又在小程序上新增了數(shù)據(jù)觀測及分析功能。

智慧養(yǎng)鵝小程序界面

從短袖到夾克，跨越100多個日日夜夜和上百場的線上會議，小程序一直在進行迭代升級。到今天，小程序界面上每天都可以實時收到幾次的呆頭鵝、發(fā)燒鵝的預(yù)警，顯示鵝場的溫度、濕度、PM2.5指數(shù)及數(shù)據(jù)變化的趨勢圖，幫助農(nóng)戶將獅頭鵝的存活率環(huán)比提升了30%。

把真實行業(yè)搬進課堂

高考報志愿時，王翊灃根本沒注意專業(yè)后面還有個括號，里面寫著“騰”字。他不知道這意味著什么，直到開學(xué)第一天，才從班主任的介紹中感覺“天降幸運”。

剛上大三，王翊灃已經(jīng)上過騰訊工程師的課、聽過許多專家講座，以及報名了這次AI養(yǎng)鵝的項目。事實上，這也正是騰班的初心。據(jù)了解，“騰班”是由騰訊教育和深圳大學(xué)聯(lián)合打造的人工智能特色班，其創(chuàng)辦初衷是為大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)人才儲備。

騰班課程體系設(shè)置

自成立以來，“騰班”連續(xù)兩年錄取分數(shù)線高居深圳大學(xué)理工科類第一，學(xué)生多次在國內(nèi)外競賽中拔得頭籌。今年7月，“騰班”迎來了首屆畢業(yè)生，在“史上最難畢業(yè)季”的壓力下，90%以上的學(xué)生提前半年就明確了畢業(yè)去向。

這份成績源自“騰班”特色的校企協(xié)同育人模式。在教學(xué)過程中，“騰班”注重將人工智能理論和實操深度結(jié)合，讓課本知識走出校園，融入真實行業(yè)場景。騰訊會提供課堂案例、實驗平臺、課后實踐、企業(yè)導(dǎo)師定期交流等支持。錢栩磊介紹說，騰訊目前已將教育、醫(yī)療、工業(yè)等100多個行業(yè)案例整合到“騰班”課堂，并提供課外講座、冬令營等實踐機會，開闊學(xué)生的技術(shù)視野和職業(yè)前景。AI養(yǎng)鵝實踐項目正是一個典型案例。

沈琳琳則將AI養(yǎng)鵝實踐項目比喻成一座橋。這座橋一方面連接了高校與企業(yè)，拉平了教育人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)需求落差;另一方面連接了前沿技術(shù)和養(yǎng)鵝等細分產(chǎn)業(yè)，滿足了產(chǎn)業(yè)升級的訴求?！靶〕绦蚯星袑崒嵉亟夥帕宿r(nóng)戶的雙手?！苯饡鴿f。

數(shù)據(jù)顯示，目前教育部已支持1100多所本科院校與企業(yè)合作立項7.6萬項，校企協(xié)同育人已成為教育改革與產(chǎn)業(yè)升級的重要方向。錢栩磊對此表示，校企協(xié)同育人中，一個重要的課題是如何讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中具備社會思維和應(yīng)用思維，?“騰班”AI養(yǎng)鵝實踐項目希望為此提供新的解題思路。

馮禹洪則計劃將AI養(yǎng)鵝項目和更多的課程教學(xué)融合。例如人工智能實訓(xùn)加入項目流程、系統(tǒng)編程等，甚至開設(shè)UI設(shè)計課程。她說，同學(xué)們會將AI養(yǎng)鵝項目的代碼開源，助力更多鵝場實現(xiàn)數(shù)字化養(yǎng)殖。

11月，為了推進AI養(yǎng)鵝2.0的落地，王翊灃和新一屆的“騰班”師弟又來到了后溪村。在他們的規(guī)劃中，下一步的重點是通過鵝的翅膀和嘴巴是否合攏來判斷是否生病，落地后，獅頭鵝的存活率預(yù)計會得到進一步提升。

這次，王翊灃已經(jīng)聞不到鵝糞中的臭味了。“有點像烤餅干的味道”，他說。

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