AI가 알아서 환기하고 사료 준다고?…제주에 뜬 ‘스마트 돼지농장’

ETRI·제주대학교 공동 모델 개발 착수
탄소 배출 10% 저감하고 악취 잡아

사전 연구 사례인 공주대학교 스마트 축산 테스트베드 돼지 사육 환경 [ETRI]

농장주의 경험에 의존하던 돼지농장이 인공지능(AI) 기술을 입고 첨단 산업으로 탈바꿈한다. 돼지농장의 고질적인 문제인 악취와 온실가스 배출을 줄이고 생산성은 높이는 미래형 축산 모델이 나왔다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 30일 제주대학교 말산업전문인력양성센터에서 ‘기후위기 대응 제주형 양돈 AX 스마트팜’ 준공식을 열고 탄소중립형 축산 모델 개발에 착수했다고 밝혔다.

현재 축산업은 가축의 소화·분뇨 처리 과정에서 메탄과 아산화질소 등 온실가스가 다량 배출돼 기후위기 대응을 위한 탄소중립 기술 도입이 시급한 분야로 꼽힌다. 제주시 아라일동에 약 800㎡ 규모로 조성된 이 테스트베드는 현장에서 수집된 데이터와 AI를 활용해 생산성 향상과 친환경 축산을 동시에 달성하는 것을 목표로 한다.

새로 구축된 스마트 돈사에서는 곳곳에 설치된 센서가 온도와 습도, 이산화탄소, 암모니아 농도를 실시간으로 살핀다. 특히 수집된 데이터를 먼 서버로 보내지 않고 현장에서 바로 처리하는 ‘엣지(Edge)’ 기술을 적용해, 돈사 내부 환경이 갑자기 변하거나 응급 상황이 발생해도 지연 없이 빠르게 대처할 수 있다.

이를 바탕으로 AI는 가축의 성장 상태와 에너지 소비량을 스스로 판단한다. 환기는 언제 할지, 온도는 어떻게 맞출지, 사료는 얼마나 공급할지 등 축사 운영 전반을 자동으로 최적화하는 것이다. 사료 효율을 높이고 출하 시기를 앞당기면 자연스럽게 에너지 사용과 탄소 배출이 줄어드는 선순환 구조가 만들어진다. 연구진은 이번 시스템 도입으로 기존 대비 10% 이상의 탄소 배출을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또한 유해가스를 빨아들이고 제거하는 ‘스크러버(Scrubber)’ 설비도 도입해 인근 주민들을 괴롭히던 악취 문제도 함께 잡는다. 폐쇄회로(CC)TV 영상을 분석해 가축의 이상 행동을 조기에 발견하는 연구도 병행된다.

ETRI 연구진이 ‘제주형 양돈 AX 스마트팜’ 현장에서 스마트 기기를 이용해 돈사 내부 환경 제어 시스템을 점검하고 있다.[ETRI]

김규형 ETRI 제주AX융합연구실장은 “AI가 돈사 환경을 스스로 판단하고 제어하는 시스템을 통해 실제 탄소 저감 효과를 명확히 입증할 것”이라며 “농축산 분야의 탄소중립 표준 모델로 발전시켜 나가겠다”고 말했다.

손영옥 제주대학교 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.

이번 사업은 과학기술정보통신부와 제주특별자치도의 공동 지원을 받아 ETRI 제주권연구본부 시범사업의 일환으로 추진되는 ‘AI 기반 탄소중립 시스템 개발 및 현장 실증·운영’ 연구다. 이번 테스트베드 구축에는 제주대학교와 한기술이 공동 참여했다.