作者:吴锡平 王宇倩 张晴丹 来源:中国科学报 发布时间:2018/8/22 10:05:44
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当奶牛配上VR眼镜:愉悦了!

         吴锡平供图

 

奶牛也可以戴眼镜?这可不是普通的眼镜。近日,扬州大学机械工程学院副教授张燕军带领“VR Family”大学生创新实践团队,借助虚拟现实技术为奶牛定制了一款用于情绪行为调节的智能VR眼镜,可分别在奶牛静息、挤奶、交配繁殖、进食等环节,针对奶牛情绪行为状态推送虚拟场景,达到对奶牛情绪安抚和行为调控、改善奶牛食欲、提高奶质和产奶量的效果。

“科技支农,服务社会。基于虚拟现实的奶牛智能眼镜将奶牛的生理心理特点与虚拟现实技术相结合,不仅实现了产品功能的一大飞跃,也将一定程度上带动畜牧业的发展。”张燕军表示。

设计初衷:让奶牛处于愉悦状态

在现代化畜牧业养殖情况下,奶牛的饲养都处在一个集中化的环境中,而奶牛的情绪与其视觉接收有密切关系。在集中化养殖环境中,由于活动空间狭小、视野单调等因素,极易导致奶牛情绪不稳定,出现奶质、奶量下降的情况。

“注意到这个现象后,我们便想能不能利用自己所学的专业知识,结合最新科技手段让奶牛处于愉悦的状态。这也是我们设计这款产品的初衷。”团队负责人杨昊铮说。

记者了解到,“VR Family”创新实践团队发明的这款VR奶牛智能眼镜能使奶牛“亲身融入”到虚拟的理想自然环境中,实现奶牛与虚拟环境的直观、自然交互。即使在狭小的养殖棚里,也能让奶牛感受到户外无限的自然风光,沉浸于碧水蓝天的美好景象之中,以愉悦的心情更好地进行静息、进食和产奶。

据了解,该产品将互联网技术、计算机图形图像技术、传感器技术和虚拟现实技术与现代畜牧业有机结合,使奶牛可以进入到虚拟的理想自然环境中,在不影响常规饲养模式的同时又能达到调节其情绪、体验真实自然美好环境的效果,从而提高其产奶质量。

“从奶牛的生活习性来看,其一天的生活中有很多阶段,如进食前、挤奶后、静息时,可以通过佩戴这款VR眼镜,使其处于不同场景来调节情绪。这样既可有效提高奶牛身心健康,又能有效提高牧场乳业效益。”杨昊铮表示。

成果完善:更好地戴上“眼镜”

由于奶牛和人类在生理构造方面存在诸多差异,故现有的人类所使用的VR眼镜,在视野范围、佩戴方式、虚拟场景内容上均无法满足奶牛头部结构的使用。这也为“VR Family”团队的研发之路增添了许多困难。

针对这种情况,研究团队前往扬州大学农牧场进行实地考察、3D测量,并通过奶牛头部及眼部解剖了解奶牛的生理以及心理特性,采集记录了不同生长期多个品种的奶牛头部尺寸、瞳距宽度等数据。

经过不断地设计和改进,研究团队最终设计出了一款独属于奶牛的眼镜结构。据悉,这种用于奶牛的VR眼镜结构,采集分置式仿形镜框结构,解决了奶牛大眼睛、宽视野的视觉需求。

团队成员郭雅婧介绍,这种实用新型产品结构简单、调节方便、外形美观,非常方便佩戴与拆卸;后端小前端大的喇叭形镜框壳体,可适应奶牛脸部扩张的结构;接触边采用硅胶圈柔性材料,使镜框壳体后端面更加贴合眼部,减轻奶牛眼部受到的压力,增加奶牛的舒适度和眼镜的配合稳定性。

这些细节都体现着最“牛性化”的结构设计理念,让奶牛有一个舒适的佩戴方式,更好地戴上“眼镜”。

目前,该团队已经成功申请了一项发明专利和一项实用新型专利、发表了一篇论文。“我们的VR奶牛智能眼镜还在不断完善,团队还将进一步分析不同的虚拟场景对奶牛情绪、泌乳量的影响程度,为奶牛定制最优场景,使产品能够发挥更好的效果。”张燕军表示。

《中国科学报》 (2018-08-22 第6版 科研)
 
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