鸡类养殖中性别鉴定的专利技术分析

摘 要：本文基于专利信息数据，对鸡类养殖中性别鉴定的主要专利技术进行了梳理。通过分析全球专利申请趋势、全球主要申请人以及主流性别鉴定方法的专利规模，挖掘了专利信息，明确了鸡类养殖中性别鉴定技术的现状，并展望了其未来的发展。研究得出以下结论：目前，鸡类养殖中性别鉴定技术的专利申请处于平稳发展阶段，但技术创新水平仍有待提高，相关专利的转化率较低，国际化专利布局不足，鸡类养殖中性别鉴定的技术创新主要由企业、科研院所和大专院校主导，国内相关申请量将持续增长，尤其在信息化、智能化等方面的技术创新仍有较大研发空间。

关键词：性别鉴定；专利分析；申请趋势

中图分类号：S831 文献标识码：A 文章编号：1673-1085（2024）11-0042-09

在家禽的饲养管理过程中，对于商品蛋鸡，公雏需要尽早淘汰；而对于肉用仔鸡，由于公鸡达到上市体重的日龄比母鸡提前约9 d，因此需要选择公雏进行饲养[1]。因此，家禽幼雏性别鉴定对家禽养殖业显得尤为重要。传统的人工翻肛门、器械观察生殖器官、伴性遗传鉴别[2]等几种人工鉴定方法，费时费力，对雏鸡的伤害也大，且普通鉴定师至少需要培训1年才能达到95%的鉴定正确率。因此，传统的性别鉴定方法已经不能满足养鸡业的现有需求，急需人工智能自动鉴定等新方法在鸡类养殖的早期进行无损伤、高效率且准确率高的性别鉴定，这也是确保高质量和高效生产的首要需求，更关系着家禽养殖行业的利益。

专利申请情况可以反映技术发展趋势，本文在INCOPAT商业数据库中进行检索，截至2024年4月，全球共有903件关于鸡类性别鉴定的专利申请。以此作为数据样本，对专利申请数量进行统计分析，以研究国内外鸡类性别鉴定技术的发展趋势，并为养鸡者提供技术参考。

1" 专利申请量趋势分析

该产业专利申请整体呈上升趋势。经检索分析可知，截至2024年4月，全球雏鸡的性别鉴定专利申请总量为903件，其中多为方法发明专利。如图1所示，近20年来，2015年之前除2010年外，其余年份的申请量均在30件以内，2015年之后出现了两个专利申请量的波峰，2016年开始进入快速增长期。一方面，社会对鸡肉食品的巨大需求促使养鸡业提高生产效率，进而刺激了对鸡类性别鉴定的研发创新；另一方面，随着养殖模式逐渐以集约化、规模化为主，性别鉴定技术的需求从人工鉴定向自动化、分子水平鉴定的技术转变，也促使了鸡类性别鉴定的研发创新进入快速增长期。2018年达到了波峰的最高值，当年专利申请峰值里中国专利申请量排名前十位的申请人多为国外申请人，占比为70%，美国EGGXYT公司排名第一，说明2018年国外申请人在中国做了较多的专利布局。自2020年至今，专利申请量回落起伏处于调整期，这与社会发展速度、养鸡业产业发展和科学技术发展速度回落有关。

2" 全球主要申请人分析

图2展示了全球关于鸡类性别鉴定专利申请量排名情况。全球专利申请量排名前十位申请人，中国申请人和国外申请人各占50%，表明中国在鸡类性别鉴定的技术创新紧跟全球专利技术发展形势，并取得了显著的进展。排名第一的是美国EMBREX公司，申请量为34件，该公司自主创新出EMBREX性别鉴定方法，针对13～18胚龄鸡胚种蛋进行性别鉴定，该方法准确率高；排名第二的是美国EGGXYT公司，也是以种蛋为性别鉴定的基础；第3名为UNIV.NORTH CAROLINA STATE，主要研究基因技术；第4名为江苏省家禽科学研究所，申请量为25件，着重研究利用PCR方法鉴定对留做公母鸡亲本F1代的快慢羽基因型进行判定。前10名中，国内以研究院为主，分别是江苏省家禽科学研究所、四川省畜牧科学研究院、贵州省畜牧兽医研究所三所研究院；国外以公司为主，分别为EMBREX，INC.、EGGXYTLTD.、NOVA-TECHENGINEERING，INC.、NOVATRANSGROUPS.A.四家公司。

基于全球共有903件关于雏鸡性别鉴定的专利申请，本文在INCOPAT数据库中对这些申请进行了简单同族合并，即同一时期相同的申请人在不同国家申请的多件专利申请被合并为一件专利申请。经过合并后，共得到493件关于雏鸡性别鉴定的专利申请。根据这些数据再次对全球专利申请量排名前十位的申请人进行了分析。

图3展示了经过简单同族合并后全球关于雏鸡性别鉴定专利申请量的排名情况。在这个排名中，中国申请人占据了前10名中的8位，美国占据了2位。江苏省家禽科学研究所以19件申请量位居第一，四川省畜牧科学研究院位居第二。北京市华都峪口禽业有限责任公司以评估候选群体、一代杂交群体、一代全同胞群体、二代全同胞群体和二代杂交群体的群体为主要内容，排名第三。EMBREX INC.公司以9件申请量排名第四，EGGXYT LTD.以6件申请量排名第七。第八至第十名的申请量均为5件。同时，新出现在前10名中的申请人分别为贵州省畜禽遗传资源管理站、中山科朗农业科技股份有限公司和华中农业大学。

根据图2、图3显示的申请人专利申请量的排名情况变化，可以得出结论：大多数国外申请人通过PCT或巴黎公约申请，能够在同一时间段内具有多个同族申请，这是一种能够在短期内占领多个国家专利技术空白处的高收益方式。因此，经过简单的同族合并后，国外申请人的专利申请数量大幅减少。而国内申请人大多数只在中国进行申请，少数去国外申请专利。结合中国专利申请类型，占比情况：发明专利申请占比66%，PCT申请占比小于5%，由于国内申请人缺乏国际化专利布局，所以拥有的同族专利申请数量较少。简单的同族合并操作对国外申请人的专利申请数量影响较大，对国内申请人的专利申请数量没有太大影响。

3" 性别鉴定的主要方法分析

除了传统的几种人工鉴定方法，近几年专利涉及的主要是人工智能自动鉴定方法和分子水平鉴定方法。自动鉴定方法具体包括以下几种：一是通过人工智能鉴别肛门影像信息中小鸡肛门的特定突起来鉴别雌雄；二是通过观察公鸡和母鸡的颈羽、鞍羽和尾羽的形态特征来区分，公鸡的羽毛细长、末端尖细，而母鸡则较短，末端呈钝圆形[2]。Gershman[3]提出了一种简便的方法，通过图像处理技术计算鸡展开羽毛的“紧密度”和“粗糙度”的值分辨公雏和母雏（图4），从而实现雏鸡的自动化性别鉴定；三是提前在种蛋阶段进行照蛋性别鉴定。钟航等[4]研究了家禽胚蛋雌雄鉴别方法，只有在同时提高鉴别准确率、缩短鉴别时间、降低检测成本等指标的前提下，胚蛋雌雄鉴别技术才能在生产上得到成功运用和大量推广。刘成康等[5]对比了现有种蛋无损检测研究中的相关方法与技术，包括机器视觉技术、光谱技术、声共振频率分析、生物电信号分析、敲击振动法、介电常数分析、气味特征分析等，分析了种蛋受精和性别信息无损检测仍存在的技术限制、发育阶段检测限制、蛋壳干扰和种蛋个体差异性等方面挑战，并针对未来的研究及发展探讨了高光谱成像、X射线成像、超声波成像和磁共振成像等新兴技术应用于种蛋受精与性别无损检测的可行性。分子水平鉴定方法分别包括流式细胞仪法、EMBREX法和基因PCR三种方法。

3.1" 3D专利沙盘分析

3D专利沙盘是技术布局可视化表现形式，颜色越浅，峰值越高，高峰代表了技术聚焦的领域，反之峰值越低，低谷则意味着技术盲点、潜在的机会或者待开拓的领域，面积大小代表该技术领域的占比。

图5展示的3D专利沙盘，可以很直观地看出几种主流性别鉴定方法的专利规模。本研究中涉及的903件发明专利，经过3D专利沙盘模拟可知，主流性别鉴定方法主要分布在6个峰值处，图左上部分分别为母鸡|羽色自动识别雌雄|配置，非侵入性方法|胚胎|照蛋，图像|雏鸡|肛门三个区域；图左下部分分别为尿囊|激素|EMBREX，核酸序列|染色体|流式细胞，CHD|基因|PCR三个区域；图右边部分分别为综合交互测定和其他；通过图中颜色和面积的比较发现，高价值专利在专利数量分布领域中所占比例并不高，且综合交互测定方法的峰值较低，面积较小，由于此项方法既能克服传统的效率低下问题，又能降低运行成本，因此也成为后续家鸡养殖性别鉴定这一技术可继续深入挖掘的一个方面，如江苏省家禽科学研究所在2023年申请的专利（CN116287318B）提出了一种高繁慢羽优质肉鸡新品系的制种方法，采用了对石岐杂个体进行快慢羽鉴定和利用PCR方法鉴定对留做公母鸡亲本F1代的快慢羽基因型进行判定来快速建立高繁群体。本发明方法效果显著，检测方法简单快捷，且不受外界环境的影响，可培育出高繁可自别雌雄的优质肉鸡新品系。另外，从图5可知，人工智能自动鉴定方法比分子水平鉴定方法的专利申请占比大，说明家鸡养殖领域中的实际性别鉴定需求还是以人工智能自动鉴定方法居多，分子水平鉴定方法虽然结果更为准确，但是仪器价格昂贵，不适合中小型禽类养殖场。

3.2" 人工智能自动鉴定方法分析

人工智能自动鉴定方法具体分为肛门特定突起不同、羽毛差异和照蛋鉴别三种鉴定方法。三种鉴定方法各有优缺点，其操作的简易性、鉴定的准确性、应用的广泛性、需求的实际性、成本的可控性等都需要养鸡从业者全方位的考虑，以下是近8年较为典型的相关专利申请或专利，供养鸡从业者学习、比较以改进现阶段使用的鉴定方法。

3.2.1" 肛门特定突起不同" 韩国申请人KIM SUNG MIN在2022年申请的已授权专利（KR102532542B1）中介绍，控制部件通过人工智能鉴别肛门影像信息中的小鸡的肛门的特定突起，鉴别小鸡的雌雄，且随着鉴别次数的增加，积累特定突起和雌雄鉴别的数据，从而能够进一步地提高准确度。

四川省畜牧科学研究院的2019年专利申请（CN112541488A）为一种用于雏禽翻肛鉴别雌雄的图像识别工作台及识别方法，可以广泛应用于鸡鸭鹅等雏禽，可大大减轻操作工的工作强度，降低人眼鉴别的错误率，提高鉴别效率和准确率，同时节省了专业鉴别操作工的人工成本，大幅度降低种禽场的制种成本。

3.2.2" 羽毛差异和照蛋鉴别" 图6展示了羽毛差异和照蛋两种人工智能自动鉴定方法专利申请量前十名的排名情况。总数量排名第一的是美国，接下来依次是欧洲专利局、世界知识产权组织、日本、中国和澳大利亚等；其中按照雏鸡羽毛差异，排名从多到少依次为美国、欧洲专利局、中国、世界知识产权组织、澳大利亚和日本等；按照照蛋鉴别，排名从多到少依次为美国、欧洲专利局、日本、世界知识产权组织、澳大利亚及中国等。由图6看出，无论是从数量还是具体到不同的鉴定方法，美国都是排名第一，欧洲专利局紧跟其后，表明了在国际市场上欧美企业还是实力雄厚，而中国在雏鸡羽毛差异鉴定方面位列第三。2023年7月21环球时报的新闻《突破“卡脖子”！打破西方四十年垄断，中国白羽肉鸡出海》也证实了中国以实际行动追赶欧美，北京市华都峪口禽业有限责任公司自主培育1.55万只“京红1号”高产蛋鸡和“沃德188”快大型白羽肉鸡父母代种鸡首次实现出口坦桑尼亚。

3.2.3" 美国和中国雏鸡羽毛差异性别鉴定典型专利申请" 美国申请人的典型专利案件：①2023年SMART BIZ COMPANY CO.，LTD.的专利（KR102532170B1）为基于大数据黑白图像信息的鸡性别区分系统，根据激光扫描获得的羽毛强度值信息来确定是雌羽毛还是雄羽毛；②2016年塔根公司的专利申请（US2018353081A1）为用于确定雏鸡性别的系统和方法，如图7所示。该方法包括提供负载雏鸡的移动平台的步骤，由风扇、闪光灯或振动器引起至少一种刺激以使雏鸡散开翅膀的步骤以及在雏鸡散开翅膀时捕获至少一张雏鸡图像的步骤。将雏鸡翅膀的图像与数字图像库进行比对，确定雏鸡性别。由以上两件专利可以看出，美国申请人针对雏鸡羽毛差异的专利申请向对雏鸡无束缚无创伤、结果更快速更精确的方向发展。

在针对雏鸡羽毛差异性别鉴定的中国专利申请中，有效专利占比44.01%，失效专利占比13.47%，这一方面提示相关养殖者、企事业研发单位和公众可充分利用这些失效专利；另一方面，提示存在着相关专利转化度不高的问题。中国申请人的典型专利案件：①2016年北京市华都峪口禽业有限责任公司的专利（CN106472404B）提供了一种提高种公鸡繁殖性能的选育方法，包括在后备鸡阶段的选育，在此阶段对后备鸡进行三次分群，同时采取“1+X+1”的喂料形式进行喂料，筛选出符合体重、外貌特征标准的公鸡；该选育方法形成了每个阶段选育的标准，实现数字化选育，确保选育过程更加规范，实现经济效益的最优化。②2023年上海夏数网络科技有限公司成功研发出世界首台商用一日龄雏鸡性别鉴定仪器，具有1 400只/h的鉴定速度，准确率高达99%以上；该公司继续专注研发，于2024年申请专利（CN118190935A）为一种基于深度学习的雏鸡羽毛快速性别鉴别设备，通过智能光学检测模组取代人眼判别的功能，分流模组与运算模组连接，并接收运算模组的控制信号工作，减少劳动强度，解决人员长时间操作疲劳问题，提高正确率，并且通过机械辅助，将区别后的雏鸡分流分拣运送至不同放置端存储，提高工作效率。

3.2.4" 中国和日本照蛋鉴别最新专利申请" 中国和日本的公司针对照蛋鉴别的最新的专利申请：一是 2024年华中农业大学的专利申请（CN117893504A）提供一种种蛋性别无损检测方法及装置，属于禽蛋检测领域，该方法包括：获取待检种蛋表面的红外图像以及获取待检种蛋超声波检测的声波图像，将红外图像和声波图像输入预设的检测模型，输出待检种蛋的性别类型；其中，预设的检测模型，根据已知性别类型的样本种蛋，将对应的红外图像和声波图像作为输入，对应的性别类型作为标签，进行训练得到。该方法无需对种蛋进行损坏，不仅保证了对种蛋性别的检测准确度，同时在对种蛋进行后孵化的过程中，无需增加孵化的难度，从而减少了工作量，提高了工作效率，同时，避免了光源稳定性以及不同大小形状样品透射率差异导致的误差问题，从而检测结果更稳定，检测结果更准确；二是2023年重庆华裕耀新农业科技有限公司和华裕农业科技有限公司的专利（CN117502303B）为一种种蛋无损检测方法及受精信息检测系统（图8），包括将不同孵化天数的样本种蛋的照蛋图像以及对应的样本种蛋的孵化后性别分别作为训练样本集中的输入层和输出层对性别识别模型进行训练至收敛，将种蛋的照蛋图像分别输入性别识别模型得到种蛋的性别，代码首先定义了两个结构体（Sample和Model），然后定义了两个函数（train Model和test Model），分别用于训练模型和测试模型，最后定义了train Gender Models函数，用于训练性别识别模型，提高了种蛋孵化选育的效率；三是日本申请人株式会社日立解决方案创新的2024年专利申请（JP2024056270A）为一种性别鉴定装置和性别鉴定方法，通过将由照射装置和成像装置获得的光谱数据输入到计算机数据库用于鸡蛋的性别鉴定模型中，对进行性别鉴定的鸡蛋进行性别鉴定。基于由上述光谱取得单元获得的可见及近红外光谱中的1 700～2 500nm范围波长区域的光谱数据来判定上述鸡蛋雌雄的判定单元，对雌雄各自的标准光谱数据组实施主成分分析用作雌雄模型。

3.3" 分析

人工智能自动鉴定方法中，肛门特定突起鉴定应用范围较大，但为了获得肛门特定突起的信息，对雏鸡进行夹持控制对雏鸡的应激还是过大，需要进一步研究测试方式以降低雏鸡应激反应。羽毛差异鉴定应用范围最广泛，目前采用的通过人工散开雏鸡翅膀的方法增加了雏鸡生病和受伤的机会，且人工方法是劳动密集型的，随着时间的推移可能会对工人造成重复性创伤劳损；因此，采用振动传送带或闪光灯刺激雏鸡展翅，继而拍照做图像处理分析，以此对日龄雏鸡进行快速、自动地检查，确定其性别，虽然操作简单，对雏鸡无束缚（图7），属于无损伤鉴定，但由于内源性病毒基因的存在，伴性基因表达不一致，其准确率还需进一步提高。照蛋鉴别属于无损伤鉴定，对鸡的伤害最小，但存在鉴定速度慢、准确率低的问题，和羽毛差异鉴定一样，需要利用大数据信息化，建立大量的图形数据库和进行样本函数的训练和测试以获得准确率较高的性别鉴定模型。

分子水平鉴定方法的准确率高达100%，大大降低了工人劳动强度，但是需要高端精密仪器和试剂，同时需要培养达标的仪器操作员，因此分子水平鉴定方法局限于实验室的科技研究和几家国际化专业化大公司。

4" 建议与展望

通过专利信息数据的分析可知，在鸡类养殖中，我国的性别鉴定相关专利处于稳步发展状态，中国申请人占全球申请人的50%，表明中国对鸡性别鉴定的技术研发非常重视。国内的企业、科研院所和大专院校在该领域的技术创新发挥着主体作用，在机械化、自动化性别鉴定的技术研发取得了显著发展，自动化技术研发程度也比较高，但是专利转化率不高，应用水平不高，PCT国际申请量不高，相关专利申请缺乏国际化布局，国际专利保护防御体系建设相对滞后。考虑到目前我国相关专利转化率不高的现状，增强企业专利意识，在企业生产中注意挖掘关键技术，对于影响企业发展的基础专利和核心专利预先进行专利布局，充分利用专利技术，将有助于提高企业核心竞争力。此外，分子水平鉴定智能化设备在我国没有统一的行业标准、国产率相对较低、价格昂贵，在生产研发过程中，重视专利标准化工作，促进重要的专利尽快转变成技术标准，将为养鸡业的技术发展提供坚实的基础。

对鸡性别鉴定专利分析中，发现高价值专利占比不高，且综合交互测定方法占比较少。因此，养鸡业朝着物联网、信息化发展，需要优化鸡性别鉴定技术，可将几种方法相结合，通过3D专利沙盘分析获知结果。现代养鸡业要在人工智能自动鉴定方法上结合分子水平鉴定方法，从而获得100%精确的鉴定结果，大幅提升工作效率，就需要简化操作工艺，降低技术成本，研究更经济、更符合生产实际的鉴定技术，把养鸡业和高新技术真正结合起来，由此相关的研发投入和专利申请量也将持续增加，在物联网、信息化、智能化的结合适配方面的技术创新还有较大技术研发空间。

参考文献：

[1]" 胡国琛.鸡鸭鹅的饲养管理[M].北京：金盾出版社，1985.

[2]" 杨国琴，丁伟进，雷蕾.畜牧兽医职业技能训练研究[J].吉林科技，2020（4）：62-69.

[3]" GERSHMAN Y H .A simple way to determine the sex of one-day poultry chickens （basic principles）[J/OL]. Vixra.org，2014（5）：1-11[2024-08-01].https：//Vixra.org/pdf/1405.0016V1.pdf.

[4]" 钟航，张克山，罗艺，等.家禽胚蛋雌雄鉴别方法的研究进展[J].四川畜牧兽医，2023（6）：27-29.

[5]" 刘成康，刘勇，王巧华.种蛋受精与性别信息无损检测技术与装备研究进展[J].农业机械学报，2024（5）：

1-20.

Analysis of Patent Technology for Gender Identification in Chicken Farming

CHANG Juan

（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office of the China National Intellectual Property Administration，Beijing" 100160，China）

Abstract：" Based on patent information data， the main technologies for gender identification in chicken farming were sorted out. Patent information was mined from three levels： global patent application trends， analysis of global major applicants， and patent scale of mainstream gender identification methods. Through 3D patent sand table analysis， the current status of gender identification technology in chicken farming was clarified， and the trend of gender identification technology in chicken farming was predicted. The conclusion was drawn that its patent applications are currently in a stable development stage， but the level of technological innovation still needs to be improved. The conversion rate of related patents is low， the international patent layout is insufficient， and the proportion of comprehensive interactive determination methods is relatively small. Modern chicken farming industry needs to combine molecular level identification methods with artificial intelligence automatic identification methods to obtain 100% accurate identification results. The number of related applications in China will continue to grow， especially in the areas of information， intelligence and other aspects of technological innovation， there is still a large space for research and development.

Keywords：" Gender identification; Patent analysis; Application trends

收稿日期：2024-08-08

通信作者：常娟（1984—），女，助理研究员，从事专利审查工作，E-mail：594657078@qq.com