客觀日本

透過電腦最適化養魚池的餵食,提高效率增加利潤

2021年11月09日 農林牧漁

讓魚在電腦生成的水槽裏遊動並預測其成長情況。如果能像養殖遊戲那樣類比浴池條件,也許就能夠將其實際應用於水產養殖業。日本北海道大學正在推進這樣的研究,可避免浪費飼料,不僅有助於節能,還有望增加利潤。透過推進數化轉型(DX),養殖業在十幾年後或許成爲一個熱門行業。

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透過類比實驗預測水槽未來的情況(圖片由北海道大學提供)

聯合國糧農組織(FAO)的資料顯示,截至2017年,全球約90%的水產資源都處於過度捕撈的狀態,或者已被捕撈到永續發展極限的狀態。作爲永續發展漁業系統,預計水產養殖今後會繼續操作增加。另一方面,日本的水產養殖業面臨着嚴重的老齡化和勞動力短缺問題,需要提高生產力等。

爲幫助水產養殖業制定包括調整餵食頻率、餵食量和飼養天數等在内的經營戰略,北海道大學的高橋勇樹助教等人組成的研究團隊開發了透過類比實驗,預測魚類成長情況以及利潤預期系統。該系統可以設定魚的大小、遊動速度、數量、飼料及水槽尺寸等條件,改變條件,魚的成長情況也會發生變化。包括人工成本和設備成本在内,透過估算可以做出更接近實際經營的預測。

研究團隊比較了給魚投餵相當於其體重1~3%的飼料時可獲得的利潤。餵食3%體重的飼料時,成長情況良好,但利潤較低。高橋助教總結道:「透過比較發現,提高利潤,並不一定要把魚喂得太飽。」

雖然魚飼料在養殖成本中的佔比還取決於魚的種類等,但一般來說會佔總成本的60~70%左右。如果飼料投餵量太少的話不利於成長,相反,投餵太多則會出現吐食和喫不完的情況,會造成水質污染,引起赤潮和疾病。如果能提供合適的餵食方案,則有助於解決這些問題。

新系統有助於補充此前作爲經驗法則流傳下來的水產養殖知識,或者使水產養殖實施視覺化。高橋助教充滿期待地表示:「汽車和飛機經過類比實驗後再製造已經是常見做法。水產養殖也可以利用同樣的方式。」該系統還有助於促進新的參與者進入水產養殖行業。

目前研究團隊正準備實施與實際的水產養殖進行比較以應答類比精度的實驗。計劃與企業合作推進實用化。

想透過數化推進水產養殖業創新的嘗試不止這一個。日本長崎大學海洋未來創新機構主任徵矢野清教授等人推進的專案也是其中之一。

該專案透過開發和導入潛進水中檢查漁網破損情況和魚的健康狀態的水下機器人,以及現場發電供自動餵食器和觀測設備使用的小型潮汐發電技術等,計劃20~30年後成爲漁業的典範。專案已入選爲日本科學技術振興機構的支援專案。

日本人非常喜歡野生魚。而在海外,是否在管理之下采取了可持續生產方式,對消費者來說是與味道一樣重要的決定購買與否的關鍵因素。徵矢野教授表示:「應該導入最先進的技術,努力在2050年之前建立一個對環境和生產者都友好的商業模式。」

引進先進技術的勢頭逐漸高漲

日本的水產養殖業的相關技術開發動向與前景
1870年代 開始圈養繁殖虹鱒和海鰻
1927年 香川縣引田町(現爲東香川市)首次在日本實施海面魚類養殖
1950年代 隨着養魚池的改良,從事以鰤魚爲首的水產養殖業的人增加
2002年 近畿大學成功實施藍鰭金槍魚的完全養殖
2018年前後 開始開發採用IoT和AI的水產養殖設備
2030年 數位技術將在水產養殖業者中普及
2050年 有望透過科技實施永續發展的水產養殖業

水產養殖技術一直在進步。日本比較著名的一項成就是,2002年近畿大學水產研究所全球首次成功實施了藍鰭金槍魚的完全養殖。瀕臨滅絕的日本海鰻等也在推進完全養殖研究。隨着人工智慧(AI)和物聯網「IoT」等的隊形變換,水產養殖業也踏入了新的階段。

從事水產養殖相關業務的初創企業UMITRON(東京·品川區)開發了可以透過智慧型手機遠程操作的自動餵食器,以及利用影像和AI評估魚的進食情況的系統。據該公司負責人介紹,這些設備「已經有數十家水產養殖業者引進。業内都在積極研究能否將現代科技引入水產養殖中」。

洋馬控股的子公司洋馬舶用系統(兵庫縣伊丹市)開發了透過處理在水中拍攝的影像自動計算養魚池中的魚數的系統,並已於2021年4月開始試用。

推進水產養殖業的創新不僅可以提高經營能力,同時還能爲削減溫室氣體等做貢獻。另一方面,還有透過基因改造技術「基因體編輯」自由改變魚的特性,以及製作「培養魚肉」的嘗試。今後還需要繼續操作思考什麼樣的水產養殖業才能爲消費者所接受。

日文:下野谷涼子,《日經產業新聞》,2021/10/29
中文:JST客觀日本編輯部