近日，机械与电子工程学院闫银发教授团队在Computers and Electronics in Agriculture上发表题为“Feeding behavior rhythms of artificial Diet-Reared silkworms (Bombyx mori) based on Dual-Coordinate systems and multiscale signal analysis”的最新研究成果。机电学院博士研究生李正浩、闫银发教授为共同第一作者，刘莫尘教授为通讯作者，山东农业大学为第一通讯单位。
随着全龄人工饲料饲养模式在中国养蚕业的推广，精准获取家蚕采食行为已成为实现智能化饲养管理的重要前提。采食行为反映了家蚕的生理状态和取食节律，是优化饲喂策略和评估饲养环境的关键依据。然而，目前关于家蚕采食行为的系统研究仍然有限，传统的观测方式多依赖人工经验或离散取样，难以揭示其连续动态特征与内在规律。
针对以上问题，本文提出一种融合机器视觉与多尺度信号分析的人工饲料育背景下非侵入式家蚕采食行为量化方法：采用 YOLOv12-ByteTrack 框架实现家蚕头部的高精度检测与连续跟踪，构建“直角坐标+动态极坐标”双坐标系行为解析模型获取高时空分辨率的运动轨迹，并结合核密度估计（KDE）、快速傅里叶变换（FFT）、时域分析与小波变换等多尺度信号处理技术，对家蚕采食过程的运动模式与节律特征进行系统分析。最终得出了家蚕的采食行为是由“快速微摆相”“慢节律调整相”“静止相”构成的稳定“三相时空节律”系统：高频微摆相对应精细取食动作；慢节律调整相对应取食方向与身体姿态的调整；静止相对应短暂的生理性停顿。
图1 人工饲料育家蚕场景及家蚕口器形态、位置示意图像，绿色方框为家蚕头部，蓝点处为家蚕口器，其位于头部下方中心。
图2 整体方法概述
本研究通过对比不同龄期家蚕采食行为的核心指标，基于自主构建的指标体系与判别流程开展节律识别效能验证。结果表明，3 龄、4 龄、5 龄家蚕三相节律的平均识别 F1 值均保持在 87% 以上，且组内相关系数（ICC）均大于 0.75，达到良好可靠性评价标准，充分证实了 “三相节律结构” 在人工饲料育 3~5 龄家蚕中具有跨龄期稳定性。
研究构建的多尺度分析框架，实现了家蚕采食行为的动态量化与节律表征，揭示的“三相节律”为理解其摄食机制与生理调控提供了新的量化依据。它还为为基于行为特征的自动化监测与智能饲养策略优化提供了可复用的技术路径，对推动工厂化家蚕人工饲料育的智能化与精细化发展具有重要应用前景。
图3 人工饲料育不同龄期家蚕采食行为核心指标对比
该研究得到国家重点研发计划项目、山东省重点研发计划项目、国家自然科学基金青年项目、国家蚕桑产业技术体系项目、山东省蚕桑产业技术体系项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compag.2026.112053
编 辑：万 千
审 核：贾 波
