论文

THPL:循环水养殖投喂决策的视觉-语言框架

THPL: A Vision-to-Language Decision Support Framework for Rainbow Trout Feeding Management in RAS

应用与实践行业应用

摘要

在循环水养殖系统(RAS)中,精准投喂对降低成本与改善鱼类福利至关重要,但现有方法缺乏鱼类行为与管理知识间的认知对齐,阻碍其转化为可执行、可解释的投喂决策。我们提出面向RAS虹鳟的生成式投喂决策框架THPL:Fishsort提取轨迹并建立量化摄食强度的活动系数(AC);分层行为编码器(HBE)用Temporal与Set Transformer建模个体时间进程与群体动力学,把轨迹张量转为显式物理与隐式软token的双证据表示;最后把这些token与环境参数、元数据和专家规则一起经LoRA微调LLM,并以反事实多模态直接偏好优化(mDPO)强化因果推理。结果显示AC与专家标注摄食强度呈显著单调正相关(Spearman ρ=0.925,p<0.001);消融表明决策准确率从纯文本基线的33.33%升至双证据token的93.33%,证明连续时空token为LLM提供了必要的物理接地;相比标准LoRA,反事实mDPO把决策准确率提至96.67%,METEOR从58.10%升至85.30%,Self-BLEU-2从58.79%降至52.88%,Distinct-3从6.68%升至7.81%,抑制模板化与执行偏置并强化因果一致性与操作安全。