动物装“芯”：可监测健康状况 防止宠物走失

给动物装上一颗智慧的“芯”

不仅能监测动物的健康状况，还可以防止宠物走失

无论是规模化动物养殖，还是居家宠物照料，主人们最担心的就是动物生病。前者容易带来无法想象的经济损失，后者更是会带来焦灼的心灵创痛。动物生病不同于人，往往发现晚、进程快，经常错失治疗良机带来巨大损失。那么，有没有一种办法，可以“贴身监护”动物健康呢？来自中国农业大学的博士生张国锋和同伴们研发出一款植入式芯片，配以智慧云平台，可以实时监控动物的健康。

他们的作品在日前举行的第三届中国“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区中获得一等奖，已进入公示环节，并将被推荐参加全国总决赛。张国锋告诉记者，他们已经启动了创业征程，未来的目标是要打造一个软件、硬件相辅相成的智慧“芯”平台，不仅监控动物健康，还可以在家庭走失宠物搜寻等方面发挥重要作用。

动物生病一般会伴随发热

张国锋出生于山东泰安的一个乡镇家庭，畜牧养殖是身边不少亲戚的唯一家庭收入来源。2005年底2006年初，山东济南长清区发生口蹄疫疫情，防疫人员销毁病牛和同群牛百余头，数十个家庭因疫致贫。在泰安，张国锋家的亲戚也未能幸免，“我一个亲戚家5头牛因染病被扑杀，损失接近10万元。”他说至今都忘不了亲戚看着一头头牛被推入坑中扑杀时那绝望的表情。

2016年，张国锋考入中国农业大学信息与电气工程学院，攻读农业信息化技术方向的博士学位。他的导师贾敬敦教授、合作导师信电学院院长高万林教授对其创新创业项目给予了全方位支持。对于博士生而言，选择合适的科研课题至关重要，“老师要求我们围绕计算机网络与信息安全学科方向，依托农业领域专用芯片开展研究，以解决实际问题为导向来进行选题。”张国锋说，他很快就想起了10年前亲人们的遭遇。

口蹄疫是一种急性、热性、高度接触性传染病，该病传播速度快、传染性强，一旦暴发蔓延，常常给畜牧业生产和贸易带来严重打击。张国锋进一步研究发现，不仅是口蹄疫，稽留热、弛张热、间歇热等不少动物疾病都具有显著的“发热”特征，体温变化是发现动物身体状况的“晴雨表”，“等到动物出现皮肤、四肢或者五官上的病理反应，被我们看到时已经晚了，疾病早已传播开来。”他说，如果早发现，就能及早开展治疗，至少能将生病的动物和其他同伴隔离开来，避免损失的扩大。

研发可植入皮下的芯片

发现动物体温的异常是防病、治病的关键，可事实上无论是养殖场还是家庭里，都不缺乏体温监测的工具，普通的如水银体温计，高端的如红外测温仪，并常配以耳标、项圈、脚环等进行身份标记。张国锋发现，这些监测手段都有缺陷：水银体温计易破损，还有毒；红外测温仪准确度不够；耳标、项圈易丢失、易污染。“智能化的监控手段迫切需要革新，能不能将高技术的体温监测专用芯片植入动物的皮下，同时实现身份识别、自动监测呢？”张国锋有了创意目标。

这样的芯片究竟有没有用户需求呢？他联系上了蒙牛集团的牧场业内人士，还有农大动物营养与饲料科学专业的博士生。无论是业界和学界，都高度认可这种芯片的应用价值。张国锋信心大振，去年10月份，研发全面启动。

创意有了，难度也不小。张国锋说，要想使芯片同时具备身份识别、体温监测，最好的办法是采用射频识别技术，我们日常使用的可机读身份证、公交卡都应用了这项技术，不需要辅助电源，使用期长。可要用在动物皮下体内，体积必须小，写入芯片的信息量要足够大，芯片的信息传输距离还得足够远，“动物不可能自己跑过去像贴公交卡一样把芯片的部位贴在读取设备上。”所以必须得采用超高频技术。

为了能攻克技术，他广招“外援”。同门博士师兄张港红、农大动物营养与饲料科学专业博士生肖鉴鑫、中科院半导体研究所博士后于丽娜、经管学院校友陈晓先后加入团队，张港红已开展芯片研发工作三年多，肖鉴鑫懂动物饲养，于丽娜更是电路与系统研究的专家，陈晓精通企业经营管理和市场推广。今年4月，江西农业大学的应届生吴德华刚通过农大的博士生考试就被提前“挖”了过来，“他兼通动物养殖和农业设施机械化、自动化，是我们需要的人才。”张国锋说。不仅如此，他们还成立了智囊团，中科院半导体所资深芯片专家肖宛昂副研究员等也受邀为芯片的研发保驾护航。为了能让芯片植入动物皮下，他们反复设计，缩小芯片尺寸。在最新的样本中，芯片将采用0.18微米的生产工艺。

既能监测健康还可防走失

在农大信息与电气工程学院的实验室，记者见到了张国锋团队设计出来的芯片样式图。它长12毫米，直径仅4毫米，与一粒枣核大小相当，外层包裹可以防止感染的生物质材料涂层，里面由感应线圈、主控电路板组成，电路板集成了射频电路、体温传感器，还有其他基本电路器件。“基本的工作原理我们都已经验证过了，但毕竟是高精密产品，所以整个芯片元器件的小型化工艺我们还在继续攻关。”张国锋说。

他告诉记者，这粒枣核大小的传感芯片被植入到动物的皮下，通过射频技术可以实现1米距离的体温、身份数据读取。最重要的是，芯片是通过电磁场获取能量，因此无需额外电池供电，寿命可以长达20年。“一般养殖场的动物不需要这么长的寿命，但家里陪伴我们的狗、猫，这个寿命时间还是有必要的。”张国锋说。

他们给这款芯片命名为“畜牧智慧芯”。张国锋介绍，按照设计这款芯片可以实现身份识别、运动跟踪、体温档案、疾病预警、远程监测等多种功能。他们还要围绕这款芯片打造一个云平台，集合进数据分析等模块，到时候就能帮助养殖场和宠物家庭进行有效地精准喂养、疾病预防。特别值得一提的是，云平台具有运动跟踪、身份识别功能，一旦动物走失，主人在寻找的时候也会更加方便，这在当下，对于不少宠物家庭来说尤其有现实意义。

在前不久举行的中国“互联网+”大学生创新创业大赛北京赛区比赛中，“畜牧智慧芯”获得评委的高度认可，顺利通过选拔进入全国总决赛。最近，张国锋带领团队成员们在全力进行技术攻关，进一步完善这一产品创意。同时，张国锋已经组建了由技术研发、市场营销推广人员构成的创业团队。他们的创业行动也得到了学校的大力支持，即将入驻“中国农业大学国际创业园”。按照团队的规划，明年底这款芯片的正式版产品将投入试产，并进入市场。

本报记者张航文并图