“十四五”时期是我国全面推进乡村振兴、加快农业农村现代化的关键五年，也是畜牧业转型升级、提升质量效益和竞争力的重要五年。畜牧业现代化是农业现代化的排头兵和风向标。以人工智能为代表的新一代信息技术正在加速畜牧业向科技型、标准化产业转型升级，智慧畜牧作为智慧农业的典型应用方案得到了广泛的研究与实践。

我国是畜牧业大国，畜牧总量常年位居世界前列，其发展在国民经济中占有极其重要的地位。作为农业的重要组成部分，畜牧业从家庭副业逐步成长为农业农村经济的支柱产业，已经具备了比较充足的生产能力和比较完善的质量安全保障体系。农业农村部在《2018年畜牧业工作要点》中指出“推动畜牧业在农业中率先实现现代化，是畜牧业助力‘农业强’的重大责任”；2020年国务院办公厅印发《关于促进畜牧业高质量发展的意见》明确提出加快构建现代养殖体系，提升畜牧业信息化水平；2021年农业农村部制定印发《“十四五”全国畜牧兽医行业发展规划》提出到2025年，全国畜牧业现代化建设取得重大进展，奶牛、生猪、家禽养殖率先基本实现现代化。

畜牧产业的健康发展，需要依赖以信息技术、智能技术为支撑的智慧畜牧提供新的解决方案，突破畜禽养殖核心关键技术，实现环境保护、畜禽健康养殖、畜牧产业的可持续发展。换言之，应用物联网、云计算、大数据及人工智能等新一代信息技术的智慧畜牧系统是畜牧业的发展趋势。

以物联网、云计算、大数据及人工智能为代表的新一轮信息技术革命推动粗放式传统畜牧养殖向知识型、技术型、现代化的智慧畜牧养殖转变，利用技术优势已成为驱动畜牧业快速发展的重要因素。

畜牧业物联网是由大量传感器节点构成的监控网络，通过信息传感设备实时采集畜禽个体生长状况、养殖环境等信息，利用无线传感网络/局域网和广域网实现数据异构、实时在线数据传送，为智慧畜牧提供了丰富的数据，为开展智能化分析奠定了基础。 

畜牧数据具有多源、异构、跨平台、跨系统的典型大数据特征，采用传统技术手段处理这类数据非常困难，独立分散的养殖户更无法提供相应算力。云计算为畜牧大数据处理提供了技术支撑，核心技术包括基于多模态特征的知识表示和建模、面向领域的深度知识发现与预测、特定领域特征普适机理凝练的知识融合等。

人工智能包含机器视觉、语音识别、虚拟现实和可穿戴设备等多项核心技术，可以多方位融入和应用到畜牧生产与管理过程中，改造传统饲养管理方式，提高生产管理效率，降低人力成本。

合理利用科学技术手段对畜禽养殖环境进行有效监管，是智慧养殖的首要要求。以生猪养殖为例，国内外大量的科学实验和生产实践表明，环境因素对生猪生产的影响占比达到了20%-30%，涉及对温度、湿度、光环境、氨气及硫化氢等多方面的监测。随着传感器、移动通信和物联网技术的发展，通过传感器获得环境参数，将之传输到云端，并在手机、PDA（掌上电脑）、计算机等信息终端进行显示，已成为规模化、标准化养殖场普遍采用的信息化管理手段。对获取的大量监测数据如何科学有效地加以利用，进一步指导畜牧生产，是当前亟待解决的突出问题。以猪舍、立体式鸡舍为代表的圈舍类养殖环境具有多变量共存、结构复杂及密集程度高等特点，为建立精确的调控分析模型带来了诸多困难，国内已有相关研究取得了一定进展。

个体身份标识是现代畜牧业发展的共性问题，是实现行为监测、精准饲喂及疫病防控、食品溯源的前提，是实现畜禽智能化生产的必然要求。在传统畜牧业养殖模式中，常见的畜禽标识技术手段包括喷号、剪耳、耳标和项圈等。随着人工智能技术的发展，面部识别、虹膜识别、姿态识别等生物识别技术已经开始向畜牧业延伸，为智慧畜牧业的发展注入了新的能量，使得生物个体健康档案的建立和生命状态的跟踪预警变得更加智能。值得一提的是，射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术已在我国畜禽身份标识中取得了长足发展，不仅可以集成在耳标、项圈中，更有研究者探索研究微型的植入式RFID芯片，以期通过更加快捷的手段实时获取畜禽的身份信息。虽然以上技术取得了较大的研究进展，但在畜牧养殖业中仍然存在维护成本高、操作复杂等现实推广问题，导致目前并未得到大规模应用。因此，研发更为廉价、操作更方便的新一代智能化个体身份标识技术将是未来的发展趋势。

精准饲喂主要是面向猪、牛、羊等中大型牲畜的精准化养殖，主要包括饲喂站、自动称重、自动分群和饲料余量监测等设施仪器。智能化精确饲喂技术将营养知识与养殖技术相结合，通过科学运算方法根据牲畜个体生理信息准确计算精准饲料需求量，通过指令调动饲喂器来进行饲料的投喂，从而实现了根据个体体况进行个性化定时定量精准饲喂，动态满足牲畜不同阶段营养需求。该类技术是基于牲畜的个体识别、多维数据分析、智能化控制的集成应用，虽然饲养设备的建设成本相对较高，但经济效益显著，具有广阔的应用前景。

随着畜牧养殖模式和生态环境的改变以及世界经济一体化进程的加快，与畜牧业发展息息相关的动物疫病流行态势发生了显著变化，从最初影响动物健康、损害畜牧业健康发展，逐步扩大到畜产品质量安全、公共卫生安全、环境安全以及国际贸易、社会稳定、生物恐怖等多方面，特别是重大动物疫病已对全球社会经济和公共卫生安全造成严重威胁。现阶段，互联网、云计算和大数据等关键技术已经被用于疫病的远程诊断，出现了多种远程智能诊疗系统，可实现远程诊疗、影像诊断、疾控信息发布、产品追溯等功能。然而，目前专业的动物疾病防治技术人员缺乏、畜牧兽医科研与生产无法及时对接等问题依然突出，且如何能够将事后监管转变为事前预警也是亟待解决的突出问题。