소 건강 지키는 생체 정보 수집 장치 개발

안녕하십니까? 농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과장 기광석입니다.

바쁘신 중에도 오늘 브리핑에 참석해 주신 기자 여러분께 감사드립니다.

오늘 제가 설명드릴 내용은 국내기술로 개발한 소 생체정보 수집 시스템에 대한 내용입니다.

기술 설명에 앞서 연구 개발 배경에 대해 간단히 설명드리겠습니다.

아시는 바와 같이 국내 축산업은 고령화와 후계자 부재로 인한 심각한 노동력 부족 현상을 겪고 있습니다. 통계청 발표에 따르면 낙농업 종사자 가운데 60세 이상 비율이 2015년 이미 50%를 넘는 것으로 나타났습니다. 이는 우리나라뿐 아니라 대부분 국가에서 겪고 있는 어려움으로 정보통신기술 융·복합을 통한 노동력 대체기술이 그 해결방안으로 떠오르고 있습니다.

현재 축산 선진국이라고 할 수 있는 독일, 미국, 이스라엘, 일본 등은 앞다투어 생체정보 수집 장치를 개발해 가축의 건강을 실시간으로 모니터링하고 있습니다.

국내 축산농가도 노동력 절감과 축산물 생산 효율 개선을 목적으로 외산장비를 도입했습니다만, 수천만 원에 육박하는 비용이 농가부담으로 작용하고 있는 실정입니다.

또한, 축산 ICT 장비도입 보조사업을 실시하고 있으나 이 또한 예산의 한계로 대상 농가가 많지 않고, 외산장비 구매에 세금을 투입한다는 문제가 지속적으로 제기되는 상황입니다.

이러한 문제의식은 외산업체들이 국내에서 생산된 데이터를 본국으로 회수하여 사유화하고 국내 공유에 매우 소극적이라는 점에서 더욱 심각하게 받아들여지고 있습니다.

농촌진흥청은 이러한 문제를 해결하기 위해서 세계최고 수준의 정보통신기술을 접목하여 축산 ICT 장비를 국산화할 필요가 있다는 결론에 도달했습니다.

이에 국립축산과학원에서는 2016년부터 ICT 장비 국산화를 위한 연구를 수행해 왔고, 지난해 ‘반추위 삽입형 생체정보 수집 기술’에 특허를 출원하여 올해 산업체에 기술이전을 마쳤습니다.

그럼 저희가 개발한 장치에 대해 보다 자세히 설명드리도록 하겠습니다.

저희가 개발한 알약모양의 센서에는 식품에 직접 접촉해도 안전한 FDA 공인 무독성 플라스틱을 사용하였습니다. 이 센서를 별도의 장치를 이용해 소의 입으로 투여하면 소의 반추위에 안착하여 체온과 활동량 등 생체정보를 수집하게 됩니다.

저희는 이 센서 활용에 핵심이 되는 알고리즘도 함께 개발하였습니다. 소가 발정행동을 보일 때 증가하는 활동량, 분만 전 체온, 질병 발생 시 나타나는 발열과 활동량 정보를 이용한 것입니다.

즉, 센서가 수집한 생체정보는 인공지능기술로 무선으로 농장주 스마트폰과 컴퓨터로 전송이 됩니다. 이를 통해 농장주는 소의 발정과 분만 예정시기, 질병 여부 등을 확인할 수 있습니다.

발정과 분만 예측시기는 축산업에서 매우 중요한 부분입니다. 젖소에서 발정 예측기술을 통해서 적기 수정과 우유 생산을, 그리고 한우에서는 분만 예측을 통해서 안정적인 송아지를 생산할 수 있습니다.

현장에서 발정을 눈으로 확인했을 때 발정 발견율은 40% 정도이지만 저희가 개발한 기술의 정확도를 자체 분석한 결과 약 70% 정도로 외국산과 비슷하게 나타났습니다.

외국산 도입 가격이 20마리 기준으로 1,000만 원이라고 했을 때 저희가 개발한 장치는 그 3분의 1 수준인 300만 원 정도여서 젖소농가에 도입할 경우 1마리당 약 23만 5,000원의 경제적 가치가 있을 것으로 기대됩니다.

저희 연구팀은 이번 장치의 특허 출원과 산업체 기술이전을 마쳤으며, 다음 달부터 현장 공급을 계획하고 있습니다.

아무쪼록 이번 기술이 축산현장에 노동력을 줄이고 생산성을 높이는데 보탬이 되길 바랍니다. 나아가 외국산 장비 가격의 상승을 막고 스마트팜 보급률을 높이며, 무인 축사 구축 연구에 기초자료가 될 농업 빅데이터 확보에도 도움이 되길 기대합니다.

농촌진흥청은 이번 장치로 수집한 가축 생체정보 빅데이터를 중앙서버에 저장하고 공공자료로 관련 연구자에게 제공하는 한편, 육우와 송아지 모델도 추가로 개발할 계획입니다.

이상으로 소 생체정보 수집 장치 개발에 대한 브리핑을 마치도록 하겠습니다.

지금까지 경청해 주신 여러분들께 감사드리며, 앞으로도 축산업 발전을 위해 지속적인 관심과 조언을 부탁드립니다.

감사합니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 이 기술이 젖소하고 한우하고 다 사용이 가능합니까?

<답변> 예, 그렇습니다. 젖소하고 한우에 다 가능한 기술입니다.

<질문> 그러면 이게 소 위가 4개 있다고 설명이 되어 있는데, 어떻게 해서 이게 그 위에 머무르게 되는지 설명을 좀 해주시죠.

<답변> 예, 소의 위는 4개로 구성되어 있습니다. ‘1 위’하고 ‘2 위’를 반추위라고, 2개를 합쳐서 반추위라고 하고, ‘3 위’하고 ‘4 위’, 4 위가 사람의 위와 같은 진짜 위가 되겠습니다. 그런데 소는 초식동물이기 때문에 1 위하고 2 위에서 풀 사료를 먹게 되면 거기서 풀 사료를 저장하면서 나중에 반추를 통해서 다시 작게 저작해서 다시 넘기는 그런 기능을 하게 됩니다. 그런데 이게 3 위에서 큰 물질들은 4 위로 넘어가지 않도록, 4 위에서는 소화기능이 없기 때문에 4 위로 넘어가지 않도록 3 위에서 그거를 보관하는 역할들을 하고 있거든요.

그래서 이 만든 물질들을 보시면 알겠지만 무게가 있고 어느 정도로 길이가 있기 때문에 저것이 2 위까지는 넘어가는데 3 위로 넘어가지 않고 2 위에 머물면서 계속적으로 생체 정보를 수집하는 그런 원리가 되겠습니다.

<질문> 반추할 때 다시 올라오지는 않습니까?

<답변> 예, 저게 무게가 있고 크기가 있기 때문에 반추할 때 다시 올라오지는 않습니다. 이게 보통 풀 사료나 이런 쪽은 반추할 때 다시 입으로 넘어와서 다시 저작을 해서 다시 들어가는데 저거는 무게와 크기 때문에 그런 것들이 하나의 기술이라고 할 수 있습니다. 여러 번 크기나 이런 것들을 조정해서 최적의 상태를 만들어 놓은 것입니다.

<질문> 그런데 이 기술이 실제로 생체정보를 수집하는 게 농가나 젖소를 기르는, 한우나 젖소를 기르는 그 농가에서 조금 많이 필요로 하는 것인지, 그쪽에서 진짜 이게 많이 도움이 되는 것이라 봐야 되는 겁니까?

<답변> 예, 그렇습니다. 지금 아까 제가 브리핑 내용에도 있었지만, 젖소의, 소... 젖소나 한우의 발정을 발견하기 위해서는 사람이 지금 현재 육안으로 관찰하거나 아니면 또 발정탐지기라고 해서 여러 가지 보조수단을 이용하게 되는데 그것도 사람들이 좀 있어야 되거든요.

그런데 이거는 반추위에 넣어놓기만 하면 스마트폰으로 소의 활동량이나 이런 것들을 10분 간격으로 저장을 해서 보통 1시간이나 2시간 간격으로 스마트폰으로 알려주기 때문에 그것을 보고 ‘우리 소가 활동량이 이만큼 올라갔으니까 발정이 온 모양이다.’ 그런 것을 체크해서 수정을 할 수가 있죠. 그래서 발정 발견율이 육안으로 했을 때 한 40% 정도였던 것이 이것을 활용하게 되면 한 70% 정도로 올라가게 되고, 그렇게 되면 적기 수정을 통해서 분만이라든가 수정을 조기에 시킬 수가 있게 됩니다.

<질문> 8월에 현장 공급한다 하는데 지금 계약을 한 데가 좀 있습니까?

<답변> 지금은 아직 양산할 수 있는 채비들은 다 준비가 돼 있습니다. 그것 관련해서는 여기.

<답변> (관계자) *** 양산 관련 준비는 지금 완료된 상태고요. 판매를 위해서 지금 노력하고 있습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 아직 없습니다.

<답변> 아직 홍보가, 이제 브리핑을 하고 홍보가 되면 관심 있는 농가들이나 이런 쪽에.

<답변> (관계자) 저희가 시험농가는 현재 15군데 정도 보급돼서 사용하고 있습니다.

<질문> 시험농가는 언제부터 지금 몇 마리 대상으로 하고 있는 건지, 그리고 이 개발을 처음 시작한 게 언제부터 해서 개발기간이 얼마나 걸렸고, 연구비용은 얼마나 드는지 설명 부탁드립니다.

<답변> 예, 이 연구는 작년부터 시작이 됐고요. 지금 시험하고 있는 농가들은 금산축협에 있는 한우를 대상으로 주로 많이 실시하고 있고 저희 과학원 내에서도 젖소로, 저희 낙농과에서 보유하고 있는 젖소를 대상으로 젖소를 시험하고 있습니다.

그리고 연구비 같은 경우는 지금 그 과제가 저희 연구원이 하고 있는데, 연간 한 5,000만 원 정도의 예산 해서 3년짜리 과제로 지금 하고 수행을 하고 있는 그런 단계입니다.

<질문> ***

<답변> 네, 경제적 가치는 나눠드린 자료에 보면 이번 연구의 경제적 가치에서 6쪽에 보시면 손실적 요소로, 농가에서 손해를 보는 요소로 센서 가격이 지금 개당 15만 원 정도가 책정돼 있고요. 그에 대한 감가상각비 해서 3.5년 기준, 보통 4년까지 사용이 가능한데 3.5년 기준으로 해서 감가상각비, 그다음에 고정자본에 대한 이자 해서 소계가 한 4만 6,000두당 들어가고요.

이익적 요소로서는 질병관리에 대한 노동력 절감 효과, 그다음에 우유 생산량 감소 예방, 그다음에 공태기간 단축에 대한 사료비 절감 효과, 발정 탐지 및 분만 보유 노동력 절감에 대한 효과, 이런 것들을 저희들이 자체적으로 계산해서 손익분석을 해보니까 이익적 요소에서 손실적 요인을 빼니까 한 23만 4,000원 정도가 나온다는 겁니다.

<질문> ***

<답변> 아닙니다. 외국산... 사용하지 않은 농가들에 비해서 사용한 농가들과 비교한 것이죠.

<질문> ***

<답변> 아까도 말씀드렸지만 20마리 기준으로 해서 한 1,000만 원 정도. 그러니까 센서 비용하고.

<질문> ***

<답변> 네.

<질문> ***

<답변> 네, 그렇습니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 소의 온도가 체온이 38℃ 내외인데요. 소의 체온 변화가 5℃ 이상 변하질 않습니다. 그래서 사실 사용 밴드로 보면 지금 온도 범위도 상당히 넓다고 봅니다.

<질문> ***

<답변> (관계자) 38℃에서 한 3℃만 올라가도 거의 위험한 상태가 되니까요, 소가.

<질문> 아까 여기 연구용역이 3년짜리라고 하셨는데 이게 개발은 작년부터 됐으면 그러면 처음에 초기 2년은 어떤 연구를 하신 건가요?

<답변> 아니요, 지금은 2년차고 내년까지 계속해서, 아까 브리핑에도 말씀드렸지만 이게 지금 성우를 대상으로, 오늘 개발한 거는 사육우를 대상으로 한 거지만 앞으로 송아지나 육성우들, 좀 어린놈들 대상으로 해서 저것 캡슐을 소형화하고, 송아지들이나 육성우들한테도 가능한 그런 것들도 가능하도록 개발할 예정이고요.

그다음에 지금은 온도하고 활동량만 측정이 되는데 거기에 맞춰서, 젖소나 소를 아시는 분들은 알겠지만 반추위 내 산도가, 사료를 섭취하게 되면 반추위 산도가 떨어지게 되거든요. 그런데 그 산도가 너무 많이 떨어지게 되면 과산증이라는 질병이 오게 됩니다. 그래서 그것을 자동으로 측정할 수 있는, 그러니까 사람이 위산이 과다해서 문제가 생기듯이 위험이나 이런 것들이 생기듯이 소들도 과산증이 오는 그런 소들이 있는데 그 피해치, 산도를 측정할 수 있는 그런 기능까지 추가해서 할 연구들을 계속하고 있습니다.

<질문> 그럼 혹시 개발하면서 참고한 제품들이 있나요? 생각보다 빨리 개발하신 것 같은데.

<답변> 네, 지금 국내에 외국 제품들이 들어와 있고, 국내에서도 유라이크코리아에서 라이브케어라는 제품이 나와 있는 걸로 알고 있습니다. 그런데 국내 제품은 단지 온도만 측정이 가능한 거고, 활동량은 안 되고요. 외국산 제품은 활동량하고 온도가 들어가 있는데 가격이 우리나라에서 엄청 저희들이 개발한 것보다 많이 비싼 상태입니다.

그리고 아까도 있었지만 정보들을 대부분 국내 관련 연구자들과 현재 공유 안 하고 거기 다 수집을 해서 본국으로 그 정보들이 넘어가는 거죠. 저희 이 반추위 관련된 센서뿐만 아니고 로봇착유기에 생산되는, 로봇착유기로부터 생산되는 정보라든가 이런 것들도 국내에는 정보가 공유가 안 되고 대부분 본사로 다 넘어가는 그런 실정입니다. 그래서 국산화가 시급하게 필요한 실정입니다.

<질문> 기존 기기, 국내외 기기가 국내에서 얼마나 쓰이고 있는지. 즉, 이 기기의 효용성이 얼마나 될지가 궁금하고요. 이번에 개발한 거는 시판을 한다면 어느 업체가 생산을 하는지 여쭙고 싶습니다.

<답변> 지금 국내 ICT에 관련된 관심들이 농가들이 많아져서 그전부터 지금 ICT 관련된 것으로는 이 생체정보 수집 장치에서부터 시작해서 행동 관찰이라든지 로봇착유기 이런 시설들도 많이 활용되고 있고요. 그런데 극히 아직까지는 이제 초기 보급단계에서 그렇게 많지는 않습니다. 많지는 않지만 점차 확산될 가능성은 충분히 있고요.

그리고 저희 개발한 제품은 방금 여기 소개해 드린 ITS 업체에서 양산해서 보급할 예정입니다.

<답변> (관계자) 정확히 말씀드리면 저희가 양산을 하고요, 판매는 동방에서 할 겁니다.

<답변> 감사합니다.

<끝>