点苗器特刊: 让快准稳的点苗技术解放劳动力

简介

渔业X档案共发布了鱼菜共生（戳我了解）和微藻特刊（戳我了解）这两期专题，今天的特刊将带大家摸一摸"点苗器"的门道：点苗器，即鱼虾苗的计数器，其发明出于什么目的，有哪些发展方向，未来又有多大的前景呢？一起来看看吧~（全文3000字，阅读时间6分钟）

01  是什么让我们选择点苗器

 编译   赛  可      毒舌   子  钰

逐步走向智能化的水产养殖界正时兴使用“点苗器”，一贯走在渔业最前沿的X档案怎能忽视这个神器呢？“点苗器”，即鱼虾苗的计数器，是跟上世纪90年代诞生的“点钞机”异曲同工的好东西，能减轻大量重复性数说工作，解放劳动力。

点钞机点钞，点苗器点什么？当然是鱼虾的数量和生物量^[1]了。养殖方面，生物量作为调整饲料投加量、用药量的重要参照指标，能否准确测量养殖品种的生物量，并据此进行科学养殖，会直接影响所养殖的鱼、虾的生长情况。另外在鱼苗交易时，也存在相当大的数苗需求，且对准确率要求很高。

目前绝大部分的鱼虾苗交易仍然靠人工抽样计数。而鱼虾苗的个体差异、体积小、数量多等都是提升点苗速度和准确性的巨大阻碍。比如，南美白对虾苗一次的交易数量都是百万级别的，取万分之一的抽样率，实际点数只有几百尾。但在时间紧且鱼苗游动的情况下，仅仅几百尾鱼苗都不一定能100%数得准确，小样本的微小误差很容易被急速放大。

据业内人士实测，人工抽样计数可能会造成高达18%的系统性误差。而点苗器这项“黑科技”，将有望成为替代繁琐的人工计数的最佳产品。其主要的应用场景是计数体型小或价格贵的鱼虾苗（南美白对虾、生鱼等）。

人工抽样点苗的场景

02   本土化的方向在哪

 编译   Candela  颜  溢     毒舌   赛  可

近年蓬勃发展的人工智能、机器识别和声波探测等技术有潜力为水产养殖行业赋能，点苗器市场潜力巨大，但进口点苗设备由于更适用于规模化、大型化的场景，被引入到国内时通常面临“水土不服”的局面。本土化过程中如何合理应用最新技术，降低养殖户使用门槛和学习成本，是目前最大的挑战。

相比欧美发达国家，亚洲本土的水产养殖科技初创企业数量并不多。不论是中国，还是印尼、越南、泰国等东南亚国家，都面临着本土技术创新和及时引入国外最新技术的双重挑战。其中，语言隔阂和文化差异是一项难题：本土团队需要有外语交流能力才能接触到更多海外技术产品，同时当地还要有鼓励创业的社会环境和政策，才能更好的扶持初创企业；另外，区别于欧美相对单一、大型的养殖环境，国内可能更需要适用于多场景、小规模养殖的点苗产品。例如，需要考虑国内不同省份、地区的养殖模式和需求差异。

泰国虾苗点苗器初创公司Algaeba的一款本土化产品，一分钟内虾苗计数准确度达95%（图源：The Fish Site）

当前，点苗器主要应用于几类商业价值高的的鱼虾品种。下一步可以尝试将同样的技术应用于多个养殖品种，或是不同尺寸的鱼，通过自动化来减少养殖流程中所需人力，降低养殖成本。

03   国内本土化案例

 编译   Candela      毒舌   赛  可

培育点苗器的市场也十分重要。只有降低学习成本和经济成本，让养殖户体会到点苗器的便利，才能让点苗器推广开，让养殖户离不开。中国水产养殖行业多为个体户小规模养殖，最适合当下需求的发展趋势或是将点苗器小型化和模块化。

2020年10月，海南快渔生物科技有限公司推出了一款智能点苗APP“智慧苗场”，在操作、设备语言系统上实现了本土化，是一款具有本土特色的点苗器。

"智慧苗场"点苗器（白色箱子为检测箱）点苗的场景
图源：智慧苗场

APP的操作十分简单，苗场或者养殖户只要下载应用程序即可使用。白底检测托盘装虾苗，手机摄像头对准检测箱（光箱）圆孔拍照，很快就能得到具体的数量：30秒即可点1万虾苗并且不伤苗，准确度达98%以上。

点苗器因满足便携、实惠、便捷等特点而得以在虾苗企业中迅速推广。小型点苗器具有制作成本低、易于携带的特点。模块化的设计则便于养殖户更换零件，在不增加额外成本的前提下对点苗器进行维护，也适应多种机型运作。

目前，该虾苗点苗器和APP在海南、广东、广西、江浙、山东、河北都已经有了一定的用户基础，且根据用户体验在不断完善升级。

放大图片查看，可感受科技的力量，图源：智慧苗场

智能点苗APP“智慧苗场”及其配套的虾苗点苗器实现本土化只是一个开始，小编相信未来将会有越来越多令人惊喜的本土水产养殖设备“如鱼得水”。

▍资料来源

[1]注：虾养殖中的生物量常常指存活尾数与平均体重的乘积

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/vaXcU3vgBBBki9LslnV-NQ

[3]https://www.statista.com/statistics/272312/aquaculture-production-by-country/

[4]http://www.fao.org/3/ca9229en/ca9229en.pdf

[5]https://thefishsite.com/articles/where-are-the-asian-aquaculture-startups

[6]https://thefishsite.com/articles/estimate-biomass-the-billion-dollar-shrimp-question

04   三大技术各有前景，谁又甘输

点苗器主要基于光电、声学、视觉识别等技术，感应识别鱼虾苗，并快速计数获得丰度和生物量(体积)谱数据，准确率通常高达98%。

1光电计数

 编译   承  豪      毒舌   颜  溢

光电计数基于郎伯-比尔定律^[1]，简单来说就是“雁过留痕，鱼过反光”。光电点苗器根据不同情况下的透光强度，判断是否有鱼通过，实现计数。

各种型号的点苗器，材料为铝和塑料(FC后接数字代表通道数)

图源：Calitri Technology

典型的基于光电原理的点苗器有加拿大Calitri Technology公司的FC系列产品。该系列基于红外检测技术，专门用于自动分级机后，能够快速（约3-5 t/h）、准确（98%以上）计数活鱼。对于鱼苗或鱼种（0~70.0克，视物种而定），能实现在自然状态下，无压力计数。

该点苗器含电子显示屏，提供鱼类计数数量、鱼类状态和选择的敏感度等信息。内置的自动控制程序会及时反馈计数失败的情况。模块化的设计便于拆卸和替换，密封防水的设计也能很好延长寿命。

2机器视觉分析

 编译   颜  溢      毒舌   承  豪

机器视觉是一种基于图像处理、模式识别、人工智能技术，偏重计算机视觉技术工程，偏向工业应用，以图像处理提取信息为核心的针对一幅或多幅图像的计算机分析技术。该技术已用于虹鳟鱼，鲑鱼，蓝鳍金枪鱼和虾。

图源：The Fish Site

加拿大水产养殖公司XpertSea开发了一种机器视觉人工智能系统以及它的移动版本，这种系统利用XpertCount桶测量虾样品的数量、大小和重量，并能够通过移动电话估算样品的尺寸和变化。

与XpertSea一样，前面详细介绍过的“智慧苗场”点苗器和泰国本土的Algaeba公司也是利用该技术进行点苗，且性价比更高，更加便捷，可以说是优秀的基于机器视觉技术的本土化点苗器了。

▍资料来源

[1]https://thefishsite.com/articles/estimate-biomass-the-billion-dollar-shrimp-question

[2]https://xpertsea.com/

[3]http://www.algaeba.com/company/

[4]https://mp.weixin.qq.com/s/vaXcU3vgBBBki9LslnV-NQ

3声波计数

 编译   钰  洁      毒舌   Candela

声波计数法是获取生物量数据的又一个“帮手”，该方法通过使用声纳摄像机或回声测深仪来利用声音捕获数据，而非使用光学器件和摄像。

图(a)表示鱼在成像声纳技术的视野中，是成像声纳技术的水平视角；图(b)显示了成像结果，是成像声纳技术的垂直视角（图源：The Fish Site）

美国水产养殖技术公司Minnowtech，将联网后的水下声纳摄像头和人工智能相结合，用以直接在池塘中采集虾体积和池塘总生物量等数据。其APP成像平台使虾农能够“无创计数”。不仅提高了虾的收成，还最大程度地减少虾的死亡风险。

与此同时，挪威SINTEF海洋公司和希腊希腊海洋研究中心（HCMR）的研究人员正在合作研发回声探测技术，计划用于估算水产养殖网箱中的鱼群密度。该技术能避免鱼群阴影干扰并精确估算网箱中鱼类生物量。

2020年9月渔民们在挪威鲑鱼养殖场进行回声测算以估算鱼类生物量（图源：The Fish Site）  

未来，SINTEF海洋公司和希腊希腊海洋研究中心将共同学习如何利用回声测深仪更好地估算生产网围中的生物量，进一步完善数据分析处理方法，并制定更具体的推广和开发计划。

▍资料来源

[1]https://thefishsite.com/articles/estimate-biomass-the-billion-dollar-shr0imp-question 

[2]https://www.minnowtech.com/about.html

[3]https://thefishsite.com/articles/using-echo-sound-to-estimate-biomass-in-aquaculture

05   结语

往期的渔业X档案也报道过不少点苗相关技术，但这是第一次做成系统的专题。在带来五花八门的技术的同时，本土产业也需要结合对产业的洞察，探索出一项真正适用本土的适用技术。这也是X档案的初衷——做国外高精尖科技和国内水产行业的“翻译官”和桥梁，对如何本土化应用科技和理念带来一些新的启发。如果真能做到这样，那就是我们最大的价值，也是我们莫大的欣慰。

往期点苗技术相关资讯

应用于磷虾的声学点苗器

ROAM水下视觉成像技术

渔业X档案46期 

组 长
 梁承豪

我，一个普普通通对世界感到好奇、充满疑问、保持愤怒的人生旅行者。很幸运能跟大家相遇，能在X档案馆里和各位小伙伴一路同行。

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