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

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(gè)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(shí)別、對(duì)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(jí)騰訊云人工智能特色班(簡(jiǎn)稱“騰班”)的學(xué)生來(lái)到汕頭鵝場(chǎng)，在深圳大學(xué)視覺(jué)研究所所長(zhǎng)沈琳琳、深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)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(shí)觀看鵝群動(dòng)態(tài)，也能及時(shí)收到呆滯、體溫異常等鵝場(chǎng)內(nèi)出現(xiàn)的可疑鵝病預(yù)警。

在馮禹洪看來(lái)，騰班學(xué)生做的AI養(yǎng)鵝項(xiàng)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。”

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(lái)，“世界鵝王之鄉(xiāng)汕頭”的鵝農(nóng)們都學(xué)會(huì)了一個(gè)技能：通過(guò)肉眼觀察鵝是否長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)、雙手觸摸感知體溫是否發(fā)燒，來(lái)判斷鵝的健康。但很多時(shí)候，眼和手再快，也快不過(guò)病毒。

疾病摧毀一個(gè)千余只的鵝場(chǎng)，最快只需要十天。2018年冬天，一場(chǎng)突如其來(lái)的禽流感席卷了后溪村，有鵝場(chǎng)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(huì)實(shí)踐項(xiàng)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(jì)算機(jī)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(qǐng)2020級(jí)的“騰班”學(xué)生來(lái)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(xiàng)目組中的一員，他從未想過(guò)一間4000只規(guī)模的養(yǎng)鵝場(chǎng)離信息化竟然如此遙遠(yuǎn)——除了木屋和一些照明設(shè)備，鵝場(chǎng)只有黑狗、橘貓以及隨處可見(jiàn)3厘米厚的鵝糞，信號(hào)也時(shí)斷時(shí)弱。

鵝場(chǎng)環(huán)境

更大的挑戰(zhàn)在于，時(shí)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(jī)器學(xué)習(xí)、視覺(jué)識(shí)別等多是研究生階段的知識(shí)。可盡管如此，馮禹洪和深圳大學(xué)視覺(jué)研究所所長(zhǎng)沈琳琳還是認(rèn)為智慧養(yǎng)鵝項(xiàng)目是必要的。

“騰班”也被同學(xué)們戲稱為“疼班”——2018級(jí)學(xué)生大二課程上《機(jī)器學(xué)習(xí)》時(shí)，曾被要求一個(gè)學(xué)期要看完50篇英文論文并做總結(jié)報(bào)告。AI養(yǎng)鵝項(xiàng)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(zhǔn)備的“禮物”。

“做AI，不是坐在空調(diào)房里寫代碼，而是要學(xué)會(huì)在鵝糞中寫代碼。”沈琳琳認(rèn)為，學(xué)生們?nèi)绻绮贿^(guò)這3厘米厚的鵝糞，就無(wú)法真正走進(jìn)AI這個(gè)行業(yè)。

“騰班”學(xué)生開會(huì)討論開發(fā)流程

100天爆改鄉(xiāng)村養(yǎng)鵝場(chǎng)

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(huì)變得嘶啞，但眼前的景象讓學(xué)生們發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)識(shí)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(jiàn)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(xiàng)目組因此決定，通過(guò)識(shí)別鵝的原地呆滯時(shí)長(zhǎng)判斷其是否生病，并分為硬件、前端、后端、算法四個(gè)組推動(dòng)項(xiàng)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(dāng)?shù)貧鉁馗哌_(dá)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(tái)風(fēng)襲來(lái)的消息，攝像頭還沒(méi)等來(lái)給鵝拍照，就先迎來(lái)了極端天氣的“小測(cè)”。

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(shí)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(chǎng)的攝像頭抓拍，人工逐一抽幀，再對(duì)拍攝的每張照片進(jìn)行分類、打標(biāo)簽。

6000張圖片、30萬(wàn)只鵝的標(biāo)注，讓很多同學(xué)睡覺(jué)夢(mèng)見(jiàn)的都是鵝。“做AI真的是有多人工，才能有多智能。”王翊灃說(shuō)，標(biāo)注過(guò)程中需要集中百分百的注意力，“紅框如果稍微大一點(diǎn)，圈了一點(diǎn)雜物都會(huì)影響AI的訓(xùn)練效果”。

獅頭鵝標(biāo)注與算法調(diào)優(yōu)

不僅如此，同樣的算法在不同的場(chǎng)景里，準(zhǔn)確率可能會(huì)差幾十個(gè)點(diǎn)，因?yàn)轾Z的場(chǎng)景太過(guò)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(shí)別算法，提高密集場(chǎng)景下獅頭鵝的識(shí)別率，之后又優(yōu)化追蹤算法，記錄每一只鵝的停留時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)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(shuō)的那句話——沒(méi)有100%的算法模型，只有因地制宜的算法模型。

鞋底里無(wú)法清洗干凈的鵝糞最清楚這過(guò)程有多難。王翊灃還記得，項(xiàng)目期正值酷暑，遍地的鵝糞因?yàn)楦邷刈兊灭ず模麄兛吭邬Z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(diǎn)點(diǎn)塞滿凝固的鵝糞，學(xué)生們對(duì)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(cè)量鵝溫。而小鵝苗的羽毛更輕薄，有測(cè)溫條件，正常鵝苗的體溫是40-41度，如果生病體溫一般會(huì)略高，所以，又在小鵝生活的鵝棚安裝了紅外測(cè)溫儀，并復(fù)用一部分“呆頭鵝”識(shí)別跟蹤的算法，幫助鵝農(nóng)識(shí)別體溫異常的“發(fā)燒鵝”。

后來(lái)，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(tái)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(cè)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(gè)日日夜夜和上百場(chǎng)的線上會(huì)議，小程序一直在進(jìn)行迭代升級(jí)。到今天，小程序界面上每天都可以實(shí)時(shí)收到幾次的呆頭鵝、發(fā)燒鵝的預(yù)警，顯示鵝場(chǎng)的溫度、濕度、PM2.5指數(shù)及數(shù)據(jù)變化的趨勢(shì)圖，幫助農(nóng)戶將獅頭鵝的存活率環(huán)比提升了30%。

把真實(shí)行業(yè)搬進(jìn)課堂

高考報(bào)志愿時(shí)，王翊灃根本沒(méi)注意專業(yè)后面還有個(gè)括號(hào)，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(jué)“天降幸運(yùn)”。

剛上大三，王翊灃已經(jīng)上過(guò)騰訊工程師的課、聽過(guò)許多專家講座，以及報(bào)名了這次AI養(yǎng)鵝的項(xiàng)目。事實(shí)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(chǔ)備。

騰班課程體系設(shè)置

自成立以來(lái)，“騰班”連續(xù)兩年錄取分?jǐn)?shù)線高居深圳大學(xué)理工科類第一，學(xué)生多次在國(guó)內(nèi)外競(jìng)賽中拔得頭籌。今年7月，“騰班”迎來(lái)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(jī)?cè)醋浴膀v班”特色的校企協(xié)同育人模式。在教學(xué)過(guò)程中，“騰班”注重將人工智能理論和實(shí)操深度結(jié)合，讓課本知識(shí)走出校園，融入真實(shí)行業(yè)場(chǎng)景。騰訊會(huì)提供課堂案例、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、課后實(shí)踐、企業(yè)導(dǎo)師定期交流等支持。錢栩磊介紹說(shuō)，騰訊目前已將教育、醫(yī)療、工業(yè)等100多個(gè)行業(yè)案例整合到“騰班”課堂，并提供課外講座、冬令營(yíng)等實(shí)踐機(jī)會(huì)，開闊學(xué)生的技術(shù)視野和職業(yè)前景。AI養(yǎng)鵝實(shí)踐項(xiàng)目正是一個(gè)典型案例。

沈琳琳則將AI養(yǎng)鵝實(shí)踐項(xiàng)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(xì)分產(chǎn)業(yè)，滿足了產(chǎn)業(yè)升級(jí)的訴求。“小程序切切實(shí)實(shí)地解放了農(nóng)戶的雙手。”金書濤說(shuō)。

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(xiàng)7.6萬(wàn)項(xiàng)，校企協(xié)同育人已成為教育改革與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要方向。錢栩磊對(duì)此表示，校企協(xié)同育人中，一個(gè)重要的課題是如何讓學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中具備社會(huì)思維和應(yīng)用思維，?“騰班”AI養(yǎng)鵝實(shí)踐項(xiàng)目希望為此提供新的解題思路。

馮禹洪則計(jì)劃將AI養(yǎng)鵝項(xiàng)目和更多的課程教學(xué)融合。例如人工智能實(shí)訓(xùn)加入項(xiàng)目流程、系統(tǒng)編程等，甚至開設(shè)UI設(shè)計(jì)課程。她說(shuō)，同學(xué)們會(huì)將AI養(yǎng)鵝項(xiàng)目的代碼開源，助力更多鵝場(chǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化養(yǎng)殖。

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

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

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