01.  '스마트 팜'이란?
스마트 팜이라는 용어가 최근 언론을 통해 계속해서 언급되고 있다. 그렇다면 ‘스마트 팜’이 란 무엇일까?

 

농림축산식품부가 정의하는 ‘스마트 팜’은 빅데이터, 사물 인터넷 등 4차 산업 혁명 기술을 활용하여 효율적이고 과학적으로 운영되는 농장이다.

 

좀더 쉽게 말하자면, 과거 사람의 경험에 의존했던 농장의 운영방식을 기계장치의 센서에서 수집된 데이터(자료)를 기반으로 운영함으로써 최소의 노동력과 에너지를 투입하여 농장의 생산성을 빠르게 향상시키는 것이다.

 

 

그렇다면 정부에서 축산분야에 적용하고 있는 대표적인 스마트팜 사업은 무엇일까?

 

바로 ‘축산분야 ICT 융복합 확산사업’이다. ‘축산분야 ICT 융복합 확산사업’은 무허가 축사 및 축산업등록제 미등록 경영체를 제외한 한돈 사육규모 최소 700두(모돈, 자돈, 육성돈 모두 포함)이상의 농가가 참여신청을 할 수 있다.

 

다만, 사업비 신청조건이 사육규모 1,000두 당 1억을 신청할 수 있기 때문에 실제 사육두수는 1,000두를 넘어야 한다. 전체 사업비 중 국가보조금 30%가 지원되고(단, 지자체에 따라서 지방비 20%를 추가로 보조해주는 곳도 있다.), 융자 50%(3년 거치, 7년 분할상환)와 자부담 20%로 사업이 진행된다.

 

표준사업비는 1억 원이며, 사업비 상한액은 10억 원이다. 예비 신청은 보통 매년 7~8월경 시·군 농정과에서 받는다.  지원 가능한 세부 항목은 아래 표와 같다.

 

 

자세한 내용은 아래 스마트 팜 홈페이지에 자세히 안내되어 있다.

https://www.smartfarmkorea.net/contents/

 

02.  ICT장비를 도입하기 전 고려해야 할 사항

농장은 ICT장비를 도입하기 전 어떤 통신망을 통해 ICT장비의 자료를 수집할 것인지 결정해야 한다. 주로 사용되는 방법은 ①유선 ②직비(ZigBee) ③WiFi 방식이 있다. 아무런 사전 조사 없이 ICT장비를 도입하면 각각의 장비마다 다른 통신망을 이용하게 되고, 결국 불필요한 중복투자가 발생하게 될 것이다.

 

각 통신망에 장·단점을 살펴보면 첫 번째, 유선방식은 ICT장비로부터 자료를 빠르고 안정적으로 받을 수 있지만, 각 돈방에 설치된 ICT장비가 늘어날수록 선을 밖으로 빼기 위해 벽에 큰 구멍을 뚫어야 하고, 농장 건물 간 거리가 먼 경우에는 신호 증폭장치가 없으면 사용이 매우 어려울 수 있다. 또한 중간에 연결부위가 빠지거나 단선이 일어나는 경우에는 매우 번거로운 문제가 발생할 수 있다.

 

두 번째, 직비(ZigBee) 방식은 소형, 저전력 디지털 라디오를 이용해 개인 통신망을 구성한 기술이다. 이 방식은 중간 노드(node, 통신망의 교점)를 거쳐 목적지까지 데이터를 무선으로 전송함으로써, 저전력임에도 불구하고 넓은 범위의 통신이 가능하다. 다만 낮은 전송 속도를 가지고 있어 주기적 또는 간헐적인 데이터 전송이나 센서 및 입력 장치 등의 단순 신호 전달을 위한 데이터 전송에만 적합하다.

 

세 번째, WiFi 방식은 전자기기들을 무선랜(WLAN)에 연결할 수 있게 하는 기술이다. 유선 방식의 장점인 빠른 전송 속도를 확보할 수 있으며, 직비(ZigBee) 방식처럼 넓은 범위의 통신이 가능하다. 하지만 유선 연결보다 해킹에 취약하고, 돈사 내부 무선 중계장치(Access Point, AP)간 중첩 문제를 해결할 수 있는 기술이 필요하다.

 

 

참고로 필자는 WiFi 방식의 통신망을 바탕으로 ICT장비에서 정보를 수집하기 위한 테스트를 진행하고 있다. WiFi 방식으로 통신망을 구성한 이유는 스마트폰이나 태블릿을 이용해 현장에서 곧바로 ICT장치의 정보수집 상태를 모니터링하고, 실시간으로 농장의 데이터를 입력할 수 있기 때문이다.

03.  스마트 팜은 왜 한돈 분야에서 아직 큰 효과를 내지 못하고 있을까?

많은 한돈농가들이 축산분야 ICT 융복합 확산 사업이나 자비를 들여 스마트 팜을 구성하고 있다. 임신사 군사 급이기, 육성사 출하돈 선별기, 분만사 포유모돈 자동급이기는 이미 많은 농장에서 사용되고 있다. 더 앞서가는 농장들은 환기팬, 냉난방기 제어, 화재-전원감지, 온·습도 센서, CO₂센서, 보온등센서, 사료빈 무게 측정, 음수 관리기, 돈방 사료 섭취량 측정기, 돈방 내 체중계, CCTV 등을 농장에 적용하고 있다.

 

그런데 왜 스마트팜은 한돈분야에서 만큼은 큰 성과를 내지 못하고 있을까? 그 이유는, 한돈 분야의 스마트 팜 적용이 하드웨어(기계장치, 설비) 도입에만 집중했기 때문이라고 생각한다. 더불어 여러 개의 하드웨어에서 측정된 데이터를 분석하여 농장의 상태를 정확하게 진단해줄 수 있는 직원이나 전문가가 아직 양성되지 않았다는 점도 간과하기 어려운 부분이다.

 

옛 속담에 ‘구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배’라는 말이 있다. 농장의 ICT장비에서는 서 말도 넘는 구슬이 끊임없이 나오고 있는데 이것을 꿸 만한 도구(소프트웨어)와 꿸 인력도 없는 것이 현재 스마트 팜의 현실이다.

 

위에서 언급한 ICT장비가 농장에 설치되어 있다면 계절별 실시간 데이터를 만들어 낼 수 있을 것이다. 이렇게 측정된 데이터들은 각 하드웨어 업체들이 제공한 독립된 소프트웨어에 저장되어 확인할 수 있을 것이다.

 

문제는 각각의 독립된 소프트웨어 사이에 연관성이 떨어진다는 점이다. 직원이나 전문가는 농장에 어떤 하드웨어 장비가 설치되어 있는지 우선 알아야 하고, 그 소프트웨어를 각각 구동시킬 줄 알아야 하며, 자료를 내려 받아서 가공하고, 통합하고, 분석해야만 농장의 정확한 상태를 판단할 수 있다.

 

예를 들어, 여름철 돈방에 있는 돼지들의 음수량이 급격히 증가하고, 사료 섭취량과 체중이 감소하는 상황이라고 가정해보자. 이 농장은 ICT장비를 통해 온습도 센서, 음수 관리기, 돈방 사료 섭취량 측정기, 돈방 내 체중계 자료를 수집했지만, 자료를 볼 수 있는 프로그램은 모두 제각각이다.

 

여기에 백신, 치료, 사료 교체 시기 등과 같은 사양관리 자료까지 추가되어야 체중감소가 온도에 의한 것인지, 백신에 의한 것인지, 복합적 원인인지 정확히 알 수 있다.

 

하지만 이러한 정보들은 사육일지에만 적혀 있거나 돈방의 현황판에만 기록되어 있기 때문에 전문가들도 각각의 자료들 사이에 연관성을 찾으려면 문제가 있는 돈사나 돈방의 모든 자료를 한눈에 봐야 하는데 현재는 이것 또한 쉽지 않다.

 

이렇게 전문가의 분석이 지연되면 마음이 급해진 농장 직원들은 스마트팜과는 거리가 먼 과거의 방법, 즉 대증요법으로 돌아갈 가능성이 매우 높아진다. 또한 정확한 분석이라도 문제의 발생으로부터 원인 분석까지 너무 오랜 시간을 소모하게 된다면, 오히려 문제 수습에 더 많은 시간과 노력이 소모될 수도 있을 것이다.

 

이러한 이유때문에 ICT장비의 데이터(자료)와 사양관리 현황을 한눈에 볼 수 있는 소프트웨어 시스템이 하루 빨리 개발되어야 할 것이고, 이와 더불어 데이터 분석을 위한 전문가 양성이 병행되어야 농장의 생산성을 빠르게 향상시킬 수 있을 것이다. 지금이야말로 차고 넘치는 이 구슬(데이터)을 효율적으로 꿰어내야 할 시기이다.

 

04.  미래 한돈 스마트 팜

현재 스마트팜은 ICT장비에서 수집되는 데이터와 사양관리 데이터를 한 눈에 볼 수 있는 통합소프트웨어 개발이 매우 시급하다. 이 통합소프트웨어를 통해 출력되는 자료를 시각화하여 문제가 되는 부분을 빠르게 찾아낼 수 있어야 하며, 각 농장의 시설 및 돈군 상황에 따른 맞춤형 의사결정 자료로 활용이 가능하도록 만들어져야 한다.

 

예를 들어 아래 그림1의 국내 R 사가 개발한 프로그램을 살펴보자.

 

 

[그림 1]을 보면 빨간색 선은 자돈의 일령 대비 기준섭취량을 의미하며, 검은색 선은 사료 섭취량을 의미한다. 이 농장은 FMD 백신의 접종으로 짧은 기간 동안 사료 섭취량에 영향을 받았고, HE(돼지열병-돈단독) 백신은 오랜 기간 동안 영향을 받은 것을 알 수 있다.

 

이후 농장은 HE백신 접종 후 사료섭취량이 감소하는 문제를 해결하기 위해 최적의 백신접종 시기를 찾는 실험을 진행하였다. 그 결과, 이 농장의 시설 및 돈군 상황에는 9주령에 HE백신을 접종하는 것이 최적이라는 농장 맞춤형 의사결정이 나온 것이다. 하지만 이 결과는 해당 농장의 맞춤형 의사결정이며, 각 농장마다 시설 및 환경, 관리방법이 모두 다르기 때문에 모든 농장에 적용할 수 없다.

 

향후에는 농장의 호흡기-소화기 질병 발생의 조기경보 또는 조기치료도 가능할 것으로 예상된다. ICT장비를 통해 호흡기 질병은 기침의 특정 대역의 소리의 빈도 및 강도, 체중 변화로 질병을 확인하고, 소화기 질병은 돼지의 사료 섭취량, 음수량 그리고 체중 변화 등으로 질병을 초기에 확인한다면 최대한 빨리 조치를 취할 수 있을 것이라 생각한다.

 

질병에 감염된 후 임상증상이 나타나기 전 투약을 하게 되면 적은 양의 항생제로도 빠르게 질병을 치료할 수 있고, 질병에 따른 피해(폐사율 증가, 사료요구율 증가 등) 또한 최소화 할 수 있을 것이다. 그리고 이 데이터들과 경험이 지속적으로 축적이 된다면, 인공지능을 활용한 분석을 통해 질병 조기경보나 조기치료도 가능해질 것으로 예상한다.

 

미래 한돈은 경험과 직감 위주로 운영되던 과거 농장과는 완전히 다른 스마트 한돈 농장으로 한 발 더 새롭게 다가올 것이다.