[마켓 분석:축산업⑦] 4차산업혁명이 불러올 미래형 산업

기사입력 : 2018-05-21 00:30:00
[마켓뉴스 오해영 기자] 축산업에 인공지능 장착

농업은 흘러간 1차 산업이 아니고, 미래를 여는 4차 산업이다.

니콜라 사르코지 프랑스 전 대통령은 "농업은 우주산업이나 나노공학과 같이 미래를 여는 열쇠"라고 말했다. 열쇠는 R&D에 있다.

'축산 스마트팜'이란 정보통신기술(Information and Communication Technologies, 이하 ICT)을 통해, 기존의 자동화장치에 인터넷과 네트워크 기술을 활용해 시간과 공간의 제약 없이 환경과 상태를 관측하고 계량화하는 것이다.

축산 스마트팜은 가축생산과 유통, 농촌 생활에 적용돼 삶의 질 향상과 함께 지능화된다.

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축산 ICT, 자료:케이프투자증권

기존의 사육형태는 가축관리자의 경험과 감각에 의존하는 주관적이고 직관적이었다.

스마트팜은 센서와 네트워크 기술을 기반으로 계량화되고 객관화되고, 반복적 시행착오와 개인의 노하우에 의해 이뤄졌던 관리 작업 의사결정이 인공지능의 도움으로 편리해진다.

특히, 가축관리 자동화 설비와 인터넷 통신기술 등이 결합돼 시간·공간의 제약 없이 언제 어디서나 가축의 건강상태나 사육환경을 모니터링 할 수 있다. 필요에 따라서는 직접 제어하거나 컴퓨터가 자동으로 제어할 수도 있다.

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축산 스마트팜 기술, 자료: ICT한국형 스마트팜 기술계발 기획팀

스마트팜 도입, 생산성 20% 증가

한우의 스마트팜 장비는 환경모니터링, 로봇포유기, 사료자동급이기, 발정알리미, 정전알리미, 화재알리미, 사료빈관리기, CCTV, 음수관리기, 통합관리시스템 등이 있다. 여기에 젖소는 로봇착유기, 건강모니터링 등이 추가된다.

돼지는 액상사료 자동급이기와 출하돈 선별기, 임신돈 군사사육장치, 포유모돈 자동사료급여기, 사료 믹스급이기, ICT와 연계한 환기팬, 냉난방기 등도 주요 시설·장비로 분류된다.

산란계와 육계농장에선 추가적으로 자동체중측정장치, 선란관리시스템 등이 스마트팜에 적용된다.

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양돈 농가의 규모별 스마트 팜 도입 효과, 자료: 농림축산식품부

스마트팜은 축산업에 있어서 노동효율성과 생산성의 향상을 가져올 전망이다.

한국농촌경제연구원의 연구에 따르면, 양돈 농가의 경우 사육두수가 5,000두 이상인 대규모 농가의 스마트팜 도입 성과가 사육두수 5,000두 이하의 소규모 농가보다 대부분 큰 것으로 나타났다. 스마트팜 도입으로 대규모 농가는 생산량은 20.0%, 영농편의성 27.5% 증가했다. 생산비는 7.5% 감소해 소규모 농가보다 효과가 큰 것으로 나타났다.

반면, 농업소득과 투입노동시간의 효과는 소규모 농가에서 더 크다. 이는 설비보다 노동에 의존해 운영되던 소규모 양돈농가가 스마트팜으로 노동력 절감 효과를 크게 경험하고, 노동비용 절감이 농업소득 증가로까지 이어지기 때문으로 분석된다.

스마트팜, 디지털 축산업 견인

스마트팜을 통해 농장과 축사의 온도와 습도, 햇볕량, 이산화탄소 등을 자동으로 측정하고 관리한다. 동시에 동물의 상태를 수시로 체크하고 제어 가능해질 전망이다. 즉, 4차산업혁명의 신기술이 축산업에도 도입되는 시기가 도래하고 있다.

4차 산업혁명은 다보스 포럼에서 ‘디지털 혁명에 기반하여 물리적 공간, 디지털적 공간 및 생물학적 공간의 경계가 희석되는 기술 융합의 시대’리고 정의됐다. 4차 산업의 가장 큰 특징은 가상물리시스템으로 대변되는 네트워크와 융합이다.

정보통신 기술을 축산업에 도입하게 되면, 가축의 몸에 칩을 넣어 칩에서 측정된 정보가 통신망을 거쳐 보내지고 PC와 스마트폰 앱을 통해서 쉽고 빠르게 동물들의 상태를 확인할 수 있게 될 것이다.

사람이 직접 하던 일을 자동 시스템이 쉽고 빠르게 대신해 주는 것이다. 동물 체내에 삽입한 칩을 통해 수집된 데이터가 쌓이게 되면 빅데이터 분석으로 이상 징후 진단을 더욱 정교하게 할 수 있을 전망이다.

갑작스레 체온이 낮아지거나 산도가 떨어지는 등의 특정 패턴을 분석하고 이에 맞춰 대응책을 제시할 수 있게 될 것이다. 뿐만 아니라 농장주들은 칩에서 모은 소의 개체별 질병 이력과 번식 일정 등의 정보를 수시로 확인하고 체계적으로 영농일지 작성도 가능하게 될 것이다.

스마트팜은 먼 미래의 모습이 아니다.

최근 국내 스마트 축산업 활성화에 선도적 역할을 하고 있는 SK텔레콤은 바이오벤처기업 유라이크코리아와 공동으로 사물인터넷을 활용해 소의 신체 변화를 점검하는 ‘라이브케어 서비스’를 추진했다.

라이브케어는 소의 첫번째 위(반추위)에 저전력으로 작동되는 로라 통신 모듈을 탑재한 바이오 캡슐을 투입, 소의 체온을 실시간으로 모니터링하는 시스템입니다.

바이오캡슐을 통해 측정된 정보는 로라 기지국을 통해 서버로 전송되며, 이를 통해 소의 질병 징후와 발정을 탐지하고 수정 적기를 예측하거나 분만 징후를 파악할 수 있다. 특정 패턴을 분석한 후에 이상징후가 감지될 때에는 농장주의 스마트폰이나 PC로 알림을 발송해서 즉각적인 대처를 할 수 있는 기능을 지녔다.

로봇기술과 첨단 분석기술 활용

해외에서도 첨단 분석기술과 로봇 기술 등을 활용해 품질 및 생산성 향상에 힘쓰고 있는 스마트팜 기업들이 늘고있다.

그 대표적 기업이 데니쉬 크라운(Danish Crown) 이다.
데니쉬 크라운은 유럽에서 가장 크고 세계에서는 3번째로 큰 도축회사다. 데니쉬 크라운은 첨단 기술을 통해서 도축 자동화 시스템과 칩을 이용한 안전시스템을 구축했다.

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데니쉬 크라운 사업부분별 매출 비중, 자료: 데니쉬 크라운, 케이프투자증권

자동화 시스템을 이용하면, 돼지가 계류장에 도착하고 나서 도축, 분리, 예비냉각 후 판매까지의 모든 과정이 이틀이면 가능하다. 자동화 시스템은 인건비를 축소하는 효과를 가져왔다. 덴마크는 최저 시급이 2만4천원으로 한국의 약 3배, 인접국가인 독일보다 3배 높다.

자동화 시스템을 도입하기 전에는 돼지 360마리를 도축하는데 로봇 1대와 종업원 26명이 투입됐다. 하지만 자동화 설비를 갖춘 후에는 로봇 8대, 종업원 12명으로 돼지 428마리를 도축할 수 있게 됐다. 자동화 설비는 돼지를 균등하게 커팅 가능하므로 해외 수출에 유리한 이점도 가져왔다.

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데니쉬 크라운의 자동화 도축 시설, 자료: 데니쉬 크라운

데니쉬 크라운에서는 돼지마다 칩을 연결해 모든 이력을 추적하는 안전시스템도 구축하고 있다. 문제가 발생하면 즉시 원인을 찾아내고, 예방할 수 있기 때문에 안전성이 더욱 강화됐다.

생산과 효율성도 더욱 높아졌다. 1980년에는 덴마크 돼지 농가 6만9천여곳에서 1천320마리의 돼지를 생산했다. 최근에는 농가는 이전의 10% 수준으로 줄어들었고, 생산성은 3배 가까이 증가했다(농가 3,600가구, 돼지 3,010만 마리).

축산업에 4차산업혁명의 기술이 도입되면서 새로운 모습으로 변하고 있다.

전통적으로 로테크 혹은 노동집약적 산업으로 여겨지던 축산업이 무선통신망, 로봇, 빅데이터 처리기술, 드론 등 신기술 덕에 첨단 산업으로 거듭나고 있다. 세계적으로 이미 스마트 축산에 대한 인프라가 조성되고 있다. 축산 기술에 최첨단 정보통신기술(ICT)를 융합시켜 축산 산업의 경쟁력을 강화시키고 있다.

이탈리아에서는 IoT기반의 양돈개체관리 시스템인 피그와이즈(Pig Wise)를 통해 축사 관리와 돼지의 성장을 모니터링하기 시작했다.

피그와이즈는 고주파전자식별 인식기와 카메라를 이용해 동물의 행동과 사료섭취 행위를 관찰한다. 동물의 건강이나 성장에 문제가 있을것으로 판단될 때 초기에 이를 긴급히 알리도록 해 농가의 경제적 손실을 방지하는 기술이다.

고주파 전파식별 안테나를 통해 개체별 사료 섭취 행동 데이터 수집을 하여 컴퓨터로 전송시키며, 카메라비전시스템은 전파식별 리더에 의한 식별을 검증 수단으로 사용된다.

로봇 착유기 기술로 유명한 네덜란드의 렐리(Lely)사는 모바일 기기를 이용해 농장을 관리할 수 있는 도구와 플랫폼을 만들었다.

농장관리자가 휴대전화를 통해 로봇 착유기와 착유기가 수집한 정보를 확인할 수 있는 것이다. 로봇착유기에 달린 센서를 통해 원유의 성분을 분석하고, 젖소의 몸 상태도 수시로 점검해서 빅데이터로 만드는 것이다.

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로봇착유기에 달린 센터를 통해 상태 점검, 자료: LELY

벨기에와 이탈리아 대학이 공동 개발해 상용화를 앞두고 있는 사운드토크(Soundtalk)는 돼지의 발성음으로 건강상태를 분석 가능한 기술이다.

사운드토크 기술은 어린 돼지의 기침소리를 통해 호흡기 질병의 발생 가능성을 예측하고 질병의 확산을 막는데 도움을 준다. 호흡기 질환의 예방으로 항생제 사용량의 감소, 자돈 폐사율 감소 및 생산성 증가 효과가 나타날 것으로 예상된다.

일본의 후지쯔사는 암소의 몸에 센서와 무선통신 기능이 장착된 만보기를 붙여 소의 임신 가능기간을 주인에게 문자메시지나 이메일로 제공하는 우보시스템을 개발해 농가에 보급했다. 우보시스템은 암소의 행동 특성을 이용해 우보기(소 걸음수 측정)를 활용한 걸음 수 데이터의 추이로 발정시간을 감지해 이용자에게 알려준다.

소의 발정과 번식을 세밀하게 탐지, 관리해서 수태율을 높일 수 있기 때문에 농가의 수익성을 향상시킬 것으로 기대된다.

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