畜牧业在提高农业效率和促进经济发展方面发挥着重要作用，使其成为一个至关重要的产业。牲畜的流动和管理可能是一种劳动密集型、耗时的做法。此外，在这种环境中，人与动物的互动可能会在动物运动事件中对工人和技术人员造成伤害。

Traditional Livestock Management

传统畜牧业管理

搬运牲畜需要熟悉牲畜行为的熟练工人。这在一些地区很难找到，尤其是畜牧业劳动力流动率高的地区。牛并不总是容易移动，偶尔也会反应迟钝。非熟练劳动可能会无意中给动物带来压力，影响它们的整体健康和生产力。还有一些安全问题需要考虑。根据牧场的大小和位置，动物必须穿越的地形对人类来说可能具有挑战性，最终导致生产力下降。

为了解决这些问题，密西西比州立大学Mississippi State University https://www.msstate.edu/的一个团队正在调查使用无人地面车辆自动放牧和驾驶牛的可行性。自动化放牧系统的使用可以减少这些任务的劳动力需求，并提高其他操作领域的工作流程效率。该项目是先进车辆系统中心 https://www.cavs.msstate.edu/、动物和乳制品科学系 https://www.ads.msstate.edu/和Raspet飞行实验室https://www.raspet.msstate.edu/的共同努力。

他们的研究是多方面的，旨在捕捉牛的自然行为，生成运动模式的计算机模型以了解牛群动力学，并开发放牛的自主行为。他们的最终目标是提供可以用于动物自主运动的算法，几乎没有人类干扰。

Moving Towards Automated Livestock Management 

迈向牲畜自动化管理

为了探索这种新的牲畜管理方法，需要一种坚固且适应性强的车辆在牧场上行驶。研究小组选择了Warthog UGVhttps://clearpathrobotics.com/warthog-unmanned-ground-vehicle-robot/作为基础车辆平台，在牧场远程放牛。之所以选择战猪，是因为它能够在崎岖的地形和恶劣的天气条件下作战。

团队为Warthog配备了两台Sekonix高清GSML相机用于车载视频捕获，以及SwiftNav GPS和一个IMU传感器用于跟踪和导航。此外，还增加了一个64波束的Ouster激光雷达，用于收集与Warthog一起移动时牛群行为的激光雷达数据。传感器数据由Nvidia Drive AGX Pegasus实时处理，并存储在17TB Quantum R3000存储系统上。飞马座是团队的主要计算系统，有两个英伟达-泽维尔芯片系统和两个图灵GPU。

放牛时捕获的点云数据

该团队计划利用记录的牛的自然行为，生成它们运动模式的计算机模型，以了解牛群动力学，并发展自主行为，从而安全有效地放牛。

密歇根州立大学动物和乳制品科学系助理临床教授、密西西比州农林实验站科学家Marcus McGee博士说：“动物安全和健康是我们的首要任务。”。“我们选择用奶牛进行这项试验，因为它们更习惯于人类的互动。在我们监测动物如何与UGV一起移动的同时，我们还想观察动物，以确定它们是否受到地面车辆的压力。” 

Warthog：机器人牧群

初步研究表明，在使用Warthog及其远程放牛能力方面取得了积极成果。这为无人地面车辆用于自主放牧提供了令人鼓舞的概念证明。

密西西比州立大学高级车辆系统中心的研究工程师Christopher Hudson博士说：“我们对这项研究的可观察结果感到非常满意。我们已经看到，牛群对Warthog移动的反应很好。”

 观看这段Warthog自主放牛的视频：

Future of Animal Husbandry and Autonomous Herding Systems

畜牧业和自主放牧系统的未来

这项研究有可能为动物和机器人之间的互动提供有价值的见解。这些知识可以推动机器人和牲畜管理领域的未来研究和发展，从而产生更有效的牲畜管理方法。

目前正在从正在进行的试验中收集大量数据。该团队旨在开发安全可靠的牲畜自主运动算法。这将有助于制定一套指导方针，供生产商在小型和大型运营中采用机器人和人工智能。通过收集大量数据并为个体动物开发干预方法，该团队计划创建一个可用于各种牲畜操作的可定制数据集。

麦基说：“我们很高兴能获得关于使用自动驾驶汽车放牧的初步数据，并利用这些数据为我们的生产商制定指导方针。”。“这个系统的好处之一是，如果牛受伤或出现健康问题，机器人可以提醒生产商。虽然人类不能离开畜牧业和牲畜管理，但机器人可以减轻一些重复的工作量，并告知生产商潜在的问题。”