'AI가 돈사 운영' ETRI 제주서 AX 스마트팜 구축… '탄소중립' 축산 실증

ETRI 연구진이 '제주형 양돈 AX 스마트팜' 현장에서 스마트 기기를 이용해 돈사 내부 환경 제어 시스템을 점검하고 있다. (사진=ETRI 제공)

돼지 사육 환경을 인공지능(AI)이 자동으로 관리하는 스마트 축산 실증이 제주서 시작됐다. 온실가스와 악취를 줄이면서 생산 효율을 높이는 '탄소중립형 양돈 모델'로 확장 가능성이 주목된다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 4월 30일 제주대 말산업전문인력양성센터서 '기후위기 대응 제주형 양돈 AX 스마트팜' 준공식을 열고 AI 기술을 접목한 스마트 축산 실증에 본격 돌입했다. 기후위기에 대응하기 위한 이번 연구는 과학기술정보통신부와 제주도의 공동지원을 받아 이뤄지며 제주대와 (주)한기술이 함께한다.

축산업은 가축의 소화와 분뇨 처리 과정에서 메탄(CH4)과 아산화질소(N2O) 등 온실가스를 배출하는 대표적 분야다.

이번 연구는 경험에 의존하던 사육 방식을 데이터 기반으로 전환하는 데 초점을 맞췄다. 사료 이용 효율을 높이고 출하 시점을 높이면 에너지 사용이 줄어들어 곧 탄소배출 저감으로 이어지는 구조로, 연구진은 이번 연구를 통해 기존 대비 10% 이상의 탄소배출을 낮추겠단 목표다.

제주형 양돈 AX 스마트팜 현판 제막식 모습 (사진=ETRI 제공)

실증은 제주시 아라일동에 위치한 800㎡가량 규모의 제주대 테스트베드서 진행된다. 이곳엔 온도·습도, 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3) 농도 등을 상시 측정하는 모니터링 센서 시스템과 현장에서 데이터를 즉시 처리하는 엣지(Edge) 운영 기반 환경 제어 시스템, AI 기반 탄소 저감 운영 알고리즘·지능형 의사결정 시스템, 탄소 배출량 통합 관리 플랫폼 등이 구축돼 돈사 내·외부 환경을 실시간 정밀 관리할 수 있다.

연구진은 돈사 곳곳에 설치된 센서와 CCTV를 설치해 이를 통해 수집되는 복합 데이터를 실시간으로 분석하도록 시스템을 설계했다. 엣지 기술을 적용해 데이터를 서버로 보내지 않고 현장에서 처리해 돈사 내부의 환경 변화나 응급 상황에 지연 없이 빠르게 대응할 수 있도록 했다. AI는 이를 바탕으로 가축의 성장 상태와 에너지 소비량을 스스로 판단해 환기, 온도, 사료 공급 등 축사 운영 전반을 자동으로 최적화한다.

CCTV 기반 영상 분석으로 가축의 이상행동을 조기에 감지하는 연구도 함께 수행한다. 가축의 행동 패턴을 살피고 누적된 데이터를 통해 감지 정밀도를 높여갈 예정이다.

제주 지역 수요에 맞춰 유해가스를 흡착·제거하는 '스크러버' 설비도 도입했다. 이를 통해 암모니아 등 악취를 저감하는 동시에 탄소배출 감소 효과까지 현장에서 직접 확인하게 된다.

연구팀은 이번 테스트베드에서 확보한 데이터를 바탕으로 전국 양돈 농가에 적용 가능한 '탄소중립 축사 표준 운영 모델'을 제시할 계획이다.

ETRI 연구진이 양돈 농가 환경 데이터를 바탕으로 지능형 의사결정 시스템의 최적화 방안을 논의하고 있다. (사진=ETRI 제공)

김규형 ETRI 제주AX융합연구실장은 "AI가 돈사 환경을 스스로 판단하고 제어하는 시스템을 통해 실제 탄소 저감 효과를 명확히 실증할 것"이라며 "이를 바탕으로 데이터 기반의 농가 운영을 지원하고 나아가 농축산 분야의 탄소중립 표준 모델로 발전시켜 나가겠다"고 밝혔다.

손영옥 제주대 교수는 "제주의 밀집된 양돈 환경은 AI 기술을 검증하고 고도화하기 최적의 무대"라며 "이번 실증을 통해 제주 지역 농가의 생산성 향상과 악취 문제를 해결하고 나아가 전국 농가에 도입할 수 있는 데이터 기반의 결과를 도출할 것으로 기대한다"고 말했다. 임효인 기자