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[전문가 기고] 축산 스마트팜 동향 및 향후과제- 유동조 국립축산과학원 축산환경과장
축산 스마트팜 동향 및 향후과제
- 유동조 국립축산과학원 축산환경과장
 
 
“데이터수집 기술고도화 기반기술 개발필요”
 
‘스마트팜 ICT기자재 국가표준 확산지원사업’으로 개선추진 중
빅데이터 플랫폼 기반 복합데이터 관리로 스마트축사 실현해야
 

축산분야 스마트팜 정책 추진방향

정부에서는 스마트팜 활성화를 위해 다양한 정책을 추진하고 있으며, 관련 예산 또한 2014년 464억에서 2020년 3440억으로 규모가 계속 확대돼왔다. 대표적인 정책사업으로는 스마트팜 장치의 농가보급을 지원하는 ‘ICT융복합 확산사업’이 있으며, 축산분야의 경우 해당사업을 통한 스마트팜 장치 누적보급실적이 2014년 23호에서 2021년 4785호까지 크게 증가했다. 이러한 장치지원 이외에도 빅데이터 플랫폼 구축을 통해 장치로부터 발생되는 데이터를 수집·분석·공유해 데이터 활용서비스 개발과 농가컨설팅을 지원하고 있으며, 생산성향상과 함께 환경개선을 위해 첨단기술이 접목된 스마트축산 단지를 조성하고 노후된 축사를 이전시키는 사업도 추진하고 있다.

축산 스마트팜의 연구개발 정책에도 변화가 있다. 1세대 스마트팜의 연구개발 초기에는 주로 노동집약적인 축사관리 작업을 대체할 자동화장치 개발을 목표로 했으며, 이후 ICT 기술이 접목돼 핸드폰이나 컴퓨터를 통해 원격으로 축사에 설치된 장치를 모니터링하고 제어할 수 있는 형태로 발전했다. 1세대 스마트팜의 자동화 장비는 노동력 절감뿐 아니라 생산성 향상에도 일부 도움이 되지만, 여전히 가축관리는 주로 농장관리자의 경험에 의존한다는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 2세대 스마트팜에서는 경험기반의 축산에서 데이터기반의 축산으로의 전환을 통한 생산성향상을 목표로 하고 있다. 이를 실현하기 위해 장치 및 데이터 표준화, 기존 자동화장치의 고도화, 가축 생체정보 수집기술 및 복합 데이터를 활용한 의사결정지원 기술개발 등의 다양한 연구개발을 추진하고 있다.

 

대표적인 1세대 스마트팜 기술

현재 농가에 보급되고 있는 스마트팜 기술은 주로 노동력절감 및 작업편의성 향상을 목표로 개발된 1세대 스마트팜 기술이다. 핸드폰이나 컴퓨터를 통해 원격관리가 가능하며, 경영관리 프로그램과 통합해 여러 ICT장치와 사양, 환경, 번식, 건강, 생산, 경영정보 등을 체계적으로 관리할 수 있는 프로그램도 개발되어 보급되고 있다.

한우·젖소 스마트팜 장치의 경우, 농후사료 자동급이기, 로봇포유기, TMR급이로봇은 급이작업을 자동화해주며, 사료 정량급이를 통해 보다 정밀한 사양관리가 가능하게 도와준다. 로봇착유기는 젖소농가에서 가장 노동력이 많이 투입되는 착유작업을 자동화 해주며, 유량·유성분 측정을 통해 개체별 건강·착유정보를 관리해준다. 생체정보수집장치는 체온, 활동량, 반추횟수 등을 상시 모니터링하여 발정, 분만 징후 및 건강이상을 알려주어 가축관리의 효율성을 높여준다.

양돈 스마트팜 장치인 임신돈 군사급이기는 동물복지를 위해 임신돈을 군사사육할 때 활용되며, 개체별 사료 정량급이로 정밀사양을 가능하게 하고 난산방지 및 동물복지 향상에도 도움을 준다. 포유모돈 자동급이기는 스톨사육하는 모돈에 사용되며, 개체별 정량급이를 통해 사료비절감 및 번식률향상에 도움을 준다. 출하돈 선별기는 출하대상 돼지의 선별작업을 자동화해 노동력절감 및 규격돈 출하관리를 가능하게 해준다.

양계농장의 대표적인 스마트팜 장치로 활용되고 있는 환경 모니터링센서는 양계농장에서 가장 중요한 열환경, 환기관리를 위해 사용된다. 깔짚 자동살포장치는 노동력이 많이 투입되고 먼지가 많이 발생되는 깔짚 살포작업을 무인화하며, 깔짚의 고른 살포로 오리와 육계의 질병을 예방해 생산성 향상에도 도움을 준다. 체중계는 육계농가에서 자동으로 체중을 측정하기 위해 사용되며, 계군의 균일도와 증체율을 관리하는데 활용된다. 산란계사에서 사용되는 계란선별기는 자동으로 계란을 크기별로 선별하며, 오란·파란 등의 검출을 통해 작업효율을 높여준다.

 

2세대 스마트팜 기술 연구개발 사례

데이터기반으로 의사결정을 지원해 농가생산성을 향상시키기 위한 다양한 연구가 수행되고 있다. 그 중 기계장비에 관련된 연구를 소개하고자 한다.

첫 번째는 스마트팜 장치 및 데이터 관련 표준화 연구이다. 데이터기반의 축산을 위해서는 스마트팜 장치에서 발생되는 데이터를 표준화된 형태로 수집할 수 있는 기반 마련이 필요하다. 동일한 기능의 장치들도 업체마다 데이터의 형태나 전송방식이 다르기 때문에 데이터수집 및 활용모델 개발이 어렵고, 데이터 활용모델이 개발돼도 농가에 확산 적용하기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 데이터 중요성이 강조되면서 장치에서 발생되는 데이터의 정확성과 안정적인 데이터 수집을 위한 장치의 내구성도 중요한 부분으로 부각되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 ICT장치 및 데이터 표준화 연구가 수행되고 있으며, ‘스마트팜 ICT기자재 국가표준 확산지원사업’을 통해 업체들이 국가표준에 부합하는 제품을 제작하거나 개선하도록 지원하고 있다.

두 번째는 다양한 센서를 적용하고 데이터를 활용해 기존 스마트팜 장비를 지능형시스템으로 고도화하는 연구이다. 계사의 깔짚 자동살포장치의 경우, 축사 위치별 온습도, 암모니아 등 환경데이터를 수집해 열환경 균일성을 모니터링하고, RGB/열화상 카메라를 활용해 폐사체 및 바닥 수분분포를 확인하며, 수분분포에 따라 함수비가 높은 국소영역에만 깔짚을 뿌려 효율적으로 바닥관리를 할 수 있는 지능형 계사 환경관리장치로의 고도화가 수행되고 있다. 또한, 젖소의 열스트레스 저감을 위해 사용되는 송풍팬, 안개분무, 냉음수 공급장치의 경우, 축사의 온습도 데이터를 기반으로 자동으로 열스트레스 저감장치를 동작시키는 지능형 우사 열환경관리 시스템으로의 고도화가 추진되고 있다. 이처럼 다양한 센서를 적용하고 데이터수집 및 활용기능의 강화를 통해 농장관리자에게 기존보다 더 많은 정보 및 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

마지막으로 영상기반으로 가축상태 및 행동을 모니터링하는 장치이다. 가축의 상태는 농장관리자가 의사결정을 하는데 중요한 정보가 된다. 따라서 데이터기반의 축산을 위해서는 가축상태 및 행동을 자동으로 상시 모니터링하는 기술이 필요하다. 축종별로 영상기반으로 가축의 체형이나 체중을 측정하는 기술이 개발되고 있으며, 사료섭취행동이나 활동량 등을 모니터링해 이상개체를 탐지하는 기술도 연구되고 있다. 이러한 가축 상태 및 행동 모니터링 기술은 다른 장치와의 연계를 통해 더 많은 데이터 활용모델이 개발되는데에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

축산 스마트팜 도입 성과와 향후과제

현재 ‘ICT융복합 확산사업’을 통해 보급되고 있는 1세대 스마트팜 기술은 주로 사양관리의 자동화를 실현하거나 ICT 장치들을 네트워크를 통해 한데 묶어 통합관리프로그램과 연동해 농장의 환경과 가축의 상태를 한눈에 확인하고 제어하는 수준이다. 국립축산과학원을 통해 1세대 스마트팜 기술을 도입한 젖소농가의 경우 산유량은 최대 12% 증가했고 공태일수는 최대 28% 감소하는 등 생산성 증대효과가 나타났다. 무엇보다 해당 기술도입에 따라 농장주가 핸드폰이나 컴퓨터를 통해 원격으로 가축의 상태를 감시하고 이상징후를 쉽게 파악할 수 있어 관리개체수가 증가했고, 작업편의성이 개선된 부분에 있어 큰 만족감을 보였다.

그럼에도 불구하고, 축산 스마트팜이 넘어야 할 산이 아직 많다. 현재 2세대 스마트팜 연구개발이 활발하게 수행 중이지만, 초기단계라 아직 데이터기반 축산의 첫 단계인 데이터수집 기술도 많은 한계가 있다. 이로 인해 생산성향상에 도움을 줄 수 있는 데이터 활용모델 및 서비스 또한 다양하게 개발되지 못하는 상황이다. 실제로도 현재 스마트팜을 이용하거나 도입을 준비 중인 많은 농장주들이 바라는 스마트팜의 역할로써, 생산성향상에 실질적으로 도움을 줄 수 있는 의사결정 지원 등을 이야기하고 있다. 이를 위해 데이터수집 기술의 고도화를 통해 스마트팜 장치로부터 표준화된 데이터와 가축상태 및 행동정보에 대한 자동수집이 가능해야 하며, 이로부터 수집된 데이터를 빅데이터 플랫폼에 표준화된 형태로 저장해 이러한 복합데이터를 기반으로 다양한 서비스가 개발돼 농장 관리자의 의사결정을 지원하거나 스마트팜 장비를 자동으로 관리할 수 있는 기반기술의 개발이 필요하다. 궁극적으로 농장관리의 지능화, 무인화 실현을 위한 차세대 스마트축사는 앞으로 보다 높은 생산성, 보다 쾌적한 환경, 보다 나은 전염병예방 환경 등을 가지는 축사로 발전될 것이다.

요즘 현대인들이 중요시하는 워라밸(Work-life balance), 즉 일과 삶의 균형은 이제 축산인에게도 예외는 아니다. 2세대 스마트팜의 개발은 축산인의 워라밸을 충족시키고 궁극적으로 삶의 질을 개선하는데 큰 동력이 될 것으로 믿어 의심치 않는다. 이를 위해, 산·학·연·관 협력으로 성공적인 연구개발을 통해 2세대 스마트팜의 구현이 앞당겨지길 기대해 본다. 

농축산기계신문  webmaster@alnews.co.kr

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