세계 최초 디지털트윈 적용, 가상축사 구축해 생산성 10% 향상

[보안뉴스 박미영 기자] 국내 연구진이 돼지의 사육과 질병 상황을 종합적으로 관리할 수 있는 스마트 안전축사 플랫폼을 개발했다.


[사진=ETRI]

정보통신기술(ICT)을 기반으로 스마트 안전축사를 구축해 생산성 향상과 질병 초기 대응 등에 큰 도움이 될 전망이다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 축산 분야에 인공지능(AI)·디지털 트윈 등 최신 ICT를 접목, 축산 질병을 예방하고 가축을 효과적으로 통제·관리할 수 있는 스마트 안전축사 플랫폼인 ‘트리플렛(TRIPLETS)’을 개발했다고 밝혔다.

국내 농·축산 분야 중에서도 양돈업은 가장 큰 규모로, 지난해 기준 국내 생산액이 8조원을 넘어서고 있다. 하지만 잦은 가축질병 발생과 악취, 인력 감소 등 현장의 어려움으로 소규모 농가는 감소하고 대형 농장이 증가하는 추세다.

양돈업의 대형화·계열화 추세에 따라 축산 질병을 조기에 대응하고 효율적인 가축 관리와 위생적인 축사 관리에 특화된 ICT 기반 스마트축사를 필요로 하는 목소리가 커지고 있다.

ETRI가 개발한 스마트축사 플랫폼인 ‘트리플렛’은 AI와 디지털 트윈 기술을 양돈업에 접목했다. 24시간 돼지의 행동과 면역력을 분석해 설사병이나 호흡기 질병과 같은 가축 질병 조기 탐지부터 복합환경·사양 관리를 통한 생산성 향상, 에너지 사용률 최적화, 공기 재순환 등을 종합적으로 제어한다.

특히, 디지털 트윈 플랫폼(TRIPLET-P)은 축사의 시설·가축·환경·에너지 등의 실시간 정보를 활용해 디지털 공간에 가상의 축사를 구축·분석하는 기술이다.

디지털 공간에서 사육밀도·가축 그룹 관리 등 축사 제어·운영·환경 변화를 미리 시뮬레이션하고 이를 실제 축사에 반영, 생산성을 높이고 최적의 축사환경을 구축할 수 있다. 디지털 트윈 기술이 축산업에 적용된 것은 트리플렛 플랫폼이 세계 최초이다. 연구진은 플랫폼을 통해 기존보다 생산성이 최소 10% 이상 증가할 것으로 예상하고 있다.

축사 상시 안전 감시 시스템(TRIPLET-E)은 AI 기술·바이오 센서를 활용, 가축의 스트레스와 면역력 변화·이상 징후를 감시하는 기술이다. 먼저 돼지의 행동을 저가의 IP카메라를 통해 24시간 내내 상시 감시해 돼지의 이상 징후를 추론·분석한다.

또한, 축사 내 설치된 타액 추출기 모듈, 바이오 센서를 통해 돼지의 스트레스와 면역력 상태 변화를 분석하고 건강 상태를 종합적으로 관리한다. 아울러 서울대와 공동연구를 통해 세계 최고 수준의 공기 재순환 시스템이 적용된 스마트 안전축사 시스템(TRIPLET-S)도 함께 개발했다.

스마트 안전축사 시스템은 공기 세정·탈취, 자외선 살균, 에너지 관리 등 축사의 환경을 통합·관리하고 질병의 발생과 유출입을 방지한다. 또한, 스마트 안전축사 농가용 통합 자율 운영 시스템(TRIPLET-A)을 통해 축산농가가 각 농가의 환경에 맞게 플랫폼을 자율적으로 운용할 수 있도록 지원한다.

연구진은 트리플렛 플랫폼 및 관련 요소 기술을 바탕으로 30여건의 국내외 특허를 출원·등록하고, 전남 순천시 농업회사법인 에코팜을 테스트베드로 플랫폼의 완성도를 제고하는 등 상용화에 힘쓰고 있다.

연구진은 본 기술이 ETRI가 보유한 △디지털트윈 플랫폼 기술 △AI 영상분석 기술 △시계열 데이터 예측 기술 △농축산 IoT 플랫폼 기술 △수년간 축적된 빅데이터 등을 기반으로 기술개발에 성공했다고 밝혔다.

김세한 ETRI 농축수산지능화연구센터장은 “본 기술은 네덜란드와 벨기에 등 농축산 분야 선도국과 기술격차를 줄이고 축산업 경쟁력 제고에 큰 도움이 될 것이다. 앞으로도 현장의 농민과 협력해 플랫폼의 완성도 제고와 확산을 위해 노력하겠다”고 말했다.

네덜란드 와게닝겐의 앙드레 아닝크 박사는 “ETRI가 디지털트윈 등 ICT 기술을 활용해 개발한 기술들은 매우 우수한 수준으로 지속가능한 축산을 위한 중요 기술 중 하나이다. 농가를 대상으로 스마트 안전축사 플랫폼 기술을 확산 노력이 필요한 시점”이라고 설명했다.

연구진은 향후 공동연구기관인 나모웹비즈·엘시스 등 농축산 IT 시스템 관련 기업을 대상으로 사업화를 진행하고, 국내외 기업에 기술이전·창업 지원을 통해 스마트 안전축사 플랫폼의 확산과 축산 분야 융합 신산업 생태계 조성에 힘쓸 예정이다.

본 기술은 과학기술정보통신부와 정보통신기획평가원의 ‘축산 질병 예방 및 통제 관리를 위한 ICT 기반의 지능형 스마트 안전축사 기술개발’의 지원으로 수행됐다.

ETRI를 중심으로 관련 기업과 수의사, 해외 연구기관 및 국내 농가 등이 참여해 축산 지능화 솔루션 분야 세계 최고 수준 원천기술을 개발했다.
[박미영 기자(mypark@boannews.com)]

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