物联网（IoT）彻底改变了室内智能农业、具有百年历史的农业实践、畜牧业等。得益于数据驱动的自动化和互联设备，预计到 2031 年，物联网农业系统将成为一个价值 845 亿美元的全球市场。它们将撼动世界粮食供应。
虚拟围栏的出现也取代了养牛场的传统围栏，因为它更加环保。数字化的虚拟围栏和配套应用程序为农民提供了前所未有的机器学习和人工智能（AI）洞察力，这将有助于保护工作。
虚拟围栏的历史
虚拟围栏虽然看似新鲜，但自最早使用散养农场动物以来，虚拟围栏已成为一种必然结果。19 世纪 70 年代，随着拓荒者向中西部扩张，用实体围栏圈起大片土地变得越来越困难。带刺铁丝网的出现永远地改变了大平原的生态环境。时间快进到 20 世纪 70 年代，宠物围栏系统开始流行，狗用电子项圈虚拟围栏首次出现。电线被埋在地下，当狗接近地下栅栏时，电击或震动会阻止它们越过无形的边界。
农业中的虚拟围栏
牲畜虚拟围栏最早出现在 20 世纪 80 年代末，但大多数牧场主还无法使用。与狗的电项圈类似，数字栅栏在牧场周围建立了无形的界限，如果奶牛越过，就会受到电击。最早的迭代产品成本高昂且难以实施，但随着人工智能越来越普及，这项技术也越来越受欢迎。现在，人工智能驱动的虚拟围栏更加经济实惠，随着农民和牧场主在农场上采用其他技术，虚拟围栏自然成为下一步的发展方向。
但是，牛究竟是如何学会对虚拟围栏做出反应的呢？首先，可以训练牛对一致、重复的声音提示做出反应。当牛的项圈发出 “哔哔 “的警告声并随之电击时，它们就会接受为期 4 天的训练。它们学会将项圈的声音提示与所需的动作联系起来，比如待在特定的牧场区域内或避开小溪。最终，牛群会对虚拟围栏系统的声音提示做出反应。
虚拟围栏对农业的益处
在先进的牛群管理方面，虚拟围栏无需物理障碍即可为牲畜建立边界。利用先进的传感器和 GPS 跟踪，人工智能还能分析牛群的运动和行为模式，让牧场主更深入地了解牲畜。牧场主可以监控放牧区，确保有效利用土地，同时将牛群留在自己的土地上。
了解虚拟围栏在牛群管理中的更多益处：
改善医疗保健
牧场主可以使用应用程序从牲畜佩戴的设备中嵌入的传感器接收有关牲畜健康状况的实时、最新信息。它不仅能监控牲畜的位置，还能检测到行为和活动的异常。如果牲畜生病或受伤，它们可以得到更积极的照顾。健康问题也能很快被发现；错过发情周期或在产仔时丢失牛犊都会给牧场主造成数百美元的损失，而实时检测系统有助于在健康问题出现之前就加以预防。
降低人工和设备成本
利用虚拟围栏，牧场主可以减少25% 以上的劳动力成本。牧场轮牧和召集奶牛挤奶都可以通过数字方式完成，每年可为牧场主节省大量资金。此外，实体围栏的建造和维护成本高达每英里 15,000 美元，而虚拟围栏每年的租金和电池费仅为每美元 50 美元左右。即使加上基站的成本（约 12,500 美元），虚拟围栏也能节省成本。
提高可持续性
虚拟围栏不仅能将奶牛关在批准的地点，还有助于防止过度放牧。算法有助于监控牛群的移动，当草地过度放牧时，牧场主可以限制或扩大放牧区域。此外，还可以避免野火，限制牛群与敏感栖息地的互动，有助于维持生态系统的微妙平衡。此外，虚拟围栏还能减少材料的生产、维护和处置对环境的影响，从而减少浪费和生态足迹。
挑战极限
虚拟围栏的好处无穷无尽，现在就有现实生活中的市场工具和平台可供牧场主使用。以下是几家致力于让牧场主使用虚拟围栏的公司：
旺斯
Vence是一家位于圣迭戈的公司，最近被默克公司收购，该公司已部署了 40,000 个牛项圈，目标是在年底前分发 75,000 个。该公司利用人工智能来控制牛群移动、管理放牧并报告动物健康状况。虚拟围栏有助于优化轮牧或带状放牧，以最大限度地提高土地产量，并帮助牧场主降低约 25% 的劳动力成本。无需牧人、牧犬或车辆对牛群进行物理迁移，只需动动手指，这款应用程序就能让您移动牛群。
Nofence
Nofence 是另一家虚拟围栏公司，其应用程序可对牲畜进行实时监控和通知。它是世界上首个商用牲畜虚拟围栏解决方案，配有 GPS 颈圈和供牧场主使用的先进应用程序。GPS 项圈由太阳能供电，虚拟围栏可创建禁区，因此牛群总是在最健康的土地上吃草。
牧羊人
eShepherd是另一款太阳能供电的牛用 GPS 颈带，可让牧场主全天候跟踪牛群。牧场主可以快速检测到生病或受伤的牛群，为它们提供及时护理，并利用热图确定最有生产力的牧场。
西北保护区
华盛顿州的首个虚拟围栏采用 GPS 项圈和太阳能供电塔，比实体围栏更有利于野火，并能快速、轻松地进行牛群轮换。此外，它还能让其他野生动物自由徜徉，从而创造出一个更健康的生态系统，因为在这个生态系统中，并非所有动物都被限制在可能会变得过度拥挤的区域内。
Ambiq 如何做出贡献
如果没有可持续的最佳电池寿命，虚拟围栏和支持虚拟围栏的技术将无法维持。设备需要全天候运行，分发数百万个数据点，并支持广阔的地理范围。Ambiq 获得专利的亚阈值电源优化技术 (SPOT®) 平台降低了边缘设备的总功耗，使虚拟围栏对下一代技术驱动的牧场而言更加方便、经济。
