【특별기고】 디지털축산 연구개발 추진방향

“데이터 가치사슬의 디지털축산 전환”

지능화·네트워크화·자동화·계량화 통한 디지털축산 추진
군사사육장치·TMR급이로봇·사료빈관리기 등 보급확대도
 

▶스마트축산 내년까지 5750호로 확대

농림축산식품부에서는 농·축산 분야 생산비 절감 및 경쟁력 강화를 위한 성장 동력 부여를 위하여, ‘ICT 융복합 보급 확산 사업’을 통해 스마트팜의 저변 확대를 실시하고 있다. 스마트팜 보급 확산에 투입된 정부 자금 규모는 2014년 220억 원에서 연평균 36.4%씩 증가하여 2018년 기준 761억 원에 달하였으며, 동시에 스마트팜 관련 R&D 예산은 2014년 54억 원에서 연평균 57.9%씩 증가하여 2018년 336억 원이 투자된 바 있다. 이에 따라, 시설원예의 경우 2014년 405 ha에서 2020년 5017ha로, 축산의 경우 23호에서 2150호로 크게 증가되었다. 정부는 2022년까지 시설원예, 축산 분야에 각각 7000ha, 5750호 보급을 목표로 하고 있다. 스마트팜이 대체 무엇이길래 이렇게 많은 정부 예산과 노력이 투입되고 있는 것일까? 쉽게 말하면, 스마트팜이란 네트워크와 자동화 기술을 토대로 언제 어디서나 원격으로 인터넷이나 스마트폰을 통해 축사 내부 환경이나 가축의 상태를 관찰하고 제어할 수 있는 기술의 집합체 및 그 구성요소를 의미한다.  

▶ICT 융복합 축산기자재 보급확산
그간 ‘ICT 융복합 보급 확산 사업’을 통해 축산분야에 보급된 장치는, 돼지의 경우 주로 사료빈관리기, 환경모니터링 장치, 군사사육장치, 포유모돈자동급이기, 출하돈선별기, 음수관리기, CCTV 등을 꼽을 수 있다. 이 중 군사사육장치의 경우, 임신돈의 동물복지 실현을 위해 군사사육을 실시하는 농가에서 개체인식 기능을 이용하여 정밀 급이를 실현할 수 있는 장치이다. 출하돈선별기의 경우, 과거 육안에 의한 관측과 경험에 기반한 돼지 분류작업에서 벗어나 개체인식과 자동 무게 측정 기능을 이용하여 자동으로 출하 적합 돼지와 부적합 돼지를 분류할 수 있는 장치로써, 규격돈 출하 및 출하 등급 개선을 통해 농가의 안정적인 수익을 도모하고 노동력을 크게 절감할 수 있는 장치이다. 가금 사육시설의 대표 장치로, 몇 가지 소개하면, 사료빈관리기의 경우 실시간으로 사료의 잔량을 측정하고 부족 시 자동 주문이 가능하다. 개체 관리가 가능한 돼지나 소에 비하여 사육규모가 매우 큰 가금 사육시설의 경우 현실적으로 개체 관리보다는 그룹 형태의 사양관리가 실시되는데, 하루 사료 소비량을 토대로 전체 사육수수 대비 평균적인 급이량을 산출하여 사양관리 및 사료수급 계획을 수립할 수 있다. 자동체중측정기의 경우, 사람의 개입 없이 장치에 탑재된 자체 알고리즘에 따라 개체별 무게와 균일도를 판정할 수 있다. 최근에는 국립축산과학원에서 영상장치를 이용하여 비접촉 방식으로 닭의 무게를 추정할 수 있는 기술을 개발한 바 있다. 젖소, 한우의 경우 스마트워치와 같은 생체정보수집장치가 적용되고 있다. 해당 장치를 이용하여 가축의 체온, 활동량 등을 측정하여 소의 건강이상, 발정이나 분만 징후를 탐색하는데 활용된다. TMR 급이로봇도 젖소, 한우 농가에서 활발히 이용되고 있는데 일종의 로봇청소기처럼 자율 주행 방식에 따라 스스로 TMR 사료를 공급 받고 급이할 수 있는 장치이다. 

▶축산농가 스마트팜 만족도 높아

농림수산식품교육문화정보원의 조사결과에 따르면, 축산 농가의 스마트팜 시설 유형으로 양돈 농가의 경우 ‘사료 자동화 유형(72.3%)’, 양계 농가의 경우 ‘계사 환경관리 유형(75.0%)’, 낙농 농가의 경우 ‘자동착유시스템 유형(54.9%)’, 한우 농가의 경우 ‘생체정보관리 유형(52.2%)이 가장 많은 것으로 나타났다. 스마트팜의 도입을 통해 양돈 농가의 경우 모돈두당 이유두수(PSY), 모돈두당 출하두수(MSY), 자가노동시간, 품질향상, 비용절감(분뇨처리) 지표에서 성과가 높게 나타나는 것으로 조사되었으며, 정성 성과로써 영농 편리성이 가장 높은 점수를 받은 것으로 보고되었다. 낙농의 경우, 정량적 지표의 경우 산차수, 자가노동 시간에서 성과가 높게 나타났으며 정성적 지표의 경우, 마찬가지로 영농 편리성이 높게 나타났다. 한우의 경우 출하체중, 지육율, 자가노동시간, 비용절감(약품비)에서, 양계의 경우 생산지수, 사료효율성, 자가노동시간, 비용절감(수의방역 및 약품비, 계분 처리비, 수도광열비, 사료비) 등에서 성과가 발현되는 것으로 보고되었다. 

▶디지털축산으로의 개념확장
한편, 데이터와 인공지능 기반의 디지털 전환이 국가와 기업의 경쟁력을 좌우하면서 세계적으로 경쟁이 심화되고 있다. 문재인 정부도 ‘인공지능 국가전략’, ‘데이터·AI 경제 활성화(2019)’, ‘한국판 뉴딜(2020)’을 통해 디지털 경제로의 전환을 추진 중에 있다. 한국판 뉴딜을 통해 디지털, 그린 분야에 2022년까지 약 49조원, 2025년까지 114.1조원에 대한 투자가 예정되어 있다. 농업 분야에서도 기후변화, 고령화, 식량문제 해결과 지속 가능한 농업을 위해 빅데이터와AI(인공지능)가 유력한 대상으로 부상하고 있다. 앞서 언급한 스마트팜은 네트워크와 자동화 기술에 기반하여 노동력 절감과 편의성 개선에 목적을 둔 형태였으나 이러한 시대와 기술의 흐름에 발맞추어 혁신적인 모멘텀 부여가 필요할 때라고 볼 수 있다. 현재 농림축산식품부와 농촌진흥청 등에서는 ‘2세대 스마트팜’ 개발을 위한 노력을 기울이고 있다. 2세대 스마트팜은 기존 농장주들의 경험과 직관에 기반한 영농 방식에서 벗어나 과학적이고 데이터에 기반한 혁신적인 영농 형태로 변화하는데 큰 목적을 두고 있다. 이를 위해, 빅데이터, 인공지능, 가축의 생체정보 등을 적극적으로 활용하여 가축의 성장과 생산을 예측하고, 건강 상태를 진단하며 농장주에게 의사결정을 지원하기 위한 기술 개발을 실시하고 있다. 예를 들어, 영상 장치를 이용하여 가금류의 이상행동, 폐사체 탐색, 빅데이터 수집을 위한 주행장치, 3D 카메라를 이용한 종축의 체형 측정 및 관리, 지능형 환기 시스템 개발 등이 현재 개발 중에 있다.
또한, ‘스마트팜’이 생산 시설 자체에 초점이 맞추어진 기술 영역이었다면, 이제는 데이터의 가치 사슬에 따라 생산뿐만 아니라 유통과 소비까지 그 영역과 기반을 확대하기 위한 ‘디지털 농업’, ‘디지털 축산’으로의 개념 전환이 실시되고 있다. 농축산업의 디지털 전환의 관건은 네트워크 연결망, 데이터 수집과 분석 서비스 개발, 규범(표준, 품질관리 등) 마련에 달려있는데, 이를 위해 안정적인 데이터 수급과 품질 관리 기준 설정, 인공지능 모델 개발, ICT 장치의 하드웨어나 데이터 수집, 송수신과 관련한 표준화가 동시에 진행 중에 있다. 특히, 생산, 유통, 소비의 가치 사슬 안에서 발생하는 데이터를 한데 모아 통합 관리하고 제 2, 3의 부가가치 창출을 위한 데이터 플랫폼에 대한 개발 또한 진행 중에 있다. 기존 스마트팜이라는 시설 자체의 관점에서 벗어나 디지털 축산이라는 광의의 개념을 실현하기 위하여 농촌진흥청에서는 그림 4에 도시된 바와 같이 3대 분야 10대 추진과제를 설정하였다. 
우리는 제4차산업혁명이라는 물결 속에 하루가 다르게 기술이 진보하고 변화하는 속도의 시대 속에 살고 있다. 축산 분야 역시 예외는 아니다. 기술의 혁신은 많은 변화를 요구할 것이다. 이러한 흐름에 단순히 순응하고, 흘러가는 것이 아닌 주도적인 한국형 디지털 축산의 성공을 위해 어느 때보다 관·산·학·연의 협업과 상생이 필요할 때이다.

농축산기계신문  webmaster@alnews.co.kr

<저작권자 © 농축산기계신문, 무단 전재 및 재배포 금지>