AI가 물고기도 키운다
AI가 물고기도 키운다
  • 조경인 기자
  • 승인 2018.12.06 17:36
  • 댓글 0
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양식업에도 부는 4차 산업혁명의 바람

_양식업은 우리에게 많은 편리함을 안겨다 주었다. 물고기의 대량 포획이 가능해졌고, 우리는 사시사철 원하는 종류의 생선을 먹을 수 있게 됐다. 하지만 양식업자의 연령 고령화, 인력 부족, 그리고 최근 들어 극심해진 바다 오염은 기존의 재래식 양식업을 벗어난 양식업계의 새로운 도약을 요구했다. 이에 최근 4차 산업혁명을 접목한 ‘스마트 양식장’ 개발이 주목받고 있다. 지난 10월 31일, 우리나라 최초 스마트 양식장 운영기술 시연회가 경남 하동 숭어양식장에서 개최됐다.

 

스마트 양식장의 시작, 4차 산업혁명
_경남 하동에서 개최된 스마트 양식장 운영기술 시연회에서는 국내 최초로 4차 산업혁명에 따른 첨단 스마트 양식장 운영기술을 선보였다. 해양수산부는 이번 시연회를 통해 공개한 스마트 양식장을 ‘4차 산업혁명 기술을 접목하여 자동화·지능화를 통한 생산 효율 극대화 및 규모화, 친환경화가 구현된 양식 시스템’이라 밝히며 4차 산업혁명과의 연관성을 강조하기도 했다.

▲경남 하동군 스마트 양식장과 관리 시스템 (해양수산부 제공)
▲경남 하동군 스마트 양식장과 관리 시스템 (해양수산부 제공)

_4차 산업혁명은 정보통신기술(ICT)의 융합으로 이뤄지는 차세대 산업혁명을 말한다. 인공 지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 모바일 등 지능정보기술이 기존 산업과 결합되어 실세계 모든 제품·서비스를 네트워크로 연결하고 사물을 지능화한다. 이러한 기술을 접목시킨 스마트 양식장이 최근 각광받고 있다.

▲4차 산업혁명 개념도
▲4차 산업혁명 개념도

스마트 양식장의 발달단계
_스마트 양식장은 인간의 판단이 개입되는 현재의 자동화 양식장과 다르게 기계의 판단이 이용된다. 기존의 양식장과 같이 인간의 판단 후 기계노동이 이루어지게 되면 인간과 기계가 비유기적으로 연결되어 있기 때문에 그에 대한 개별적인 데이터 수집 단계가 필요하다. 하지만 스마트 양식장을 이용하면 판단의 주체는 기계가 되고, 생산 관리의 각 공정을 인공지능이 맡게 된다. 따라서 데이터의 개별적인 수집이 불필요하게 되어 보다 효율적인 양식장 관리가 가능하다.

_스마트 양식의 발달단계는 크게 원격제어, 복합·자동제어, 지능화, 자율경영 4단계로 나눌 수 있다.

1단계: 원격제어
_첫 번째는 원격제어 단계이다. 사물인터넷(IoT)을 기반으로 한 수온·염분·pH 등 실시간 수질환경을 모니터링하고, 원격제어 시스템을 구축한다. 쉽게 말해 원격감시와 원격제어가 이루어지는 단계라 볼 수 있다. 이때 원격감시와 제어를 하는 주체는 사람이 된다.

2단계: 복합·자동제어
_복합‧자동제어 단계에서는 사람과 컴퓨터가 함께 데이터를 기반으로 하여 수질환경을 모니터링해 복합적인 환경을 제어하고, 자동제어 시스템을 구축한다. 1단계에서 실시간 정보를 모니터링했다면, 2단계에서는 이를 복합적으로 모니터링해 하나의 시스템을 만드는 것이다. 이를 통해 양식장의 환경이 자동제어가 가능한 시스템으로 만든다.

3단계: 지능화
_이후 지능화 단계에서는 빅데이터‧인공지능(AI)을 기반으로 하여 컴퓨터를 통해 최적의 생육환경을 자동으로 구현하는 지능형 양식 시스템을 구축한다. 이를 통해 양식어업인의 개입 없이 양식장 스스로 주변 환경 및 생물을 인식하고 자동 사료 급이, 양식장 환경제어, 건강관리, 제품 출하 등을 판단해 양식장을 관리하게 된다.

4단계: 자율경영
_마지막은 자율경영 단계이다. 자율경영 단계에서는 컴퓨터를 통해 디지털트윈*을 기반으로 시장수요를 예측하고 생산량을 자율조절 하는 등 최적의 양식경영 시스템을 구축한다.
*디지털트윈: 가상 시뮬레이션을 통한 현장실험 최소화 및 정확성을 담보하기 위한 기술

▲스마트 양식장 통합운영 시스템 구성도 (해양수산부 제공)
▲스마트 양식장 통합운영 시스템 구성도 (해양수산부 제공)

스마트 양식장의 효과
_이러한 발달과정을 통해 운영되는 핵심기술에는 ▲어류의 먹이행동 데이터를 기반으로 사육환경(수온·용존산소·염분)에 따라 적정사료를 공급하는 기술 ▲수중영상을 통해 어류의 크기와 무게를 추정하는 기술 ▲물속 산소가 부족할 때 용존산소를 자동으로 공급·조절하는 기술 ▲수산재해에 대비하여 양식장을 관리하고 운용하는 기술 등이 있다. 이로써 스마트 양식장 운영기술은 양식장 운영을 보다 간편하게 만든다. 멀리서도 작은 스마트폰 하나로 양식장의 각종 시설을 운용할 수 있으며, 어류의 상태 또한 무인 소형잠수정·수중카메라를 통해 실시간으로 확인할 수 있다.

실제 활용 사례
_실제로 우리나라 환경‧생물 업체 네오비즈社는 국립수산과학원과 기술교류를 통해 세계 최초 IT‧BT‧ET 기술 융합형 무환수 바이오플락 민간양식 상용화에 성공했다. 이는 양어질 수질 데이터를 자동 수집하여 데어터 셋(data set)을 구축해 수질관리를 위한 실시간 모니터링 시스템을 갖추고 있다.
_현재 스마트 양식업이 활발히 이루어지는 나라로는 노르웨이를 꼽을 수 있다. 실제로 노르웨이에서는 산소 농도 센서 및 수중카메라 모니터링 정보를 바탕으로 관제실에서 사료 공급량을 조절한다. 먹이는 30분마다 공급되며, 시간별 가두리별 사료 공급량은 중앙 컴퓨터상에 그래프로 표시된다. 카메라 모니터링 정보가 잘못되었을 것을 대비하여 양식 어류의 상태를 육안으로 체크하기 위해 하루 한 번 직접 사료를 공급한다.

▲노르웨이 AKVA사 양식기자재 종합솔루션
▲노르웨이 AKVA사 양식기자재 종합솔루션

우리대학 행보
_우리대학 역시 LED 광바이오를 양식에 접목시켜 물고기의 스트레스를 줄이는 등 여러 기술을 적용해 보다 효과적인 양식업을 위한 연구에 한창이다. 올해부터 우리대학은 전남대, 부경대, 경상대와 함께 스마트 양식장 관련 인력양성을 목표로 장기적 사업을 시작하기도 했다. 해양생명과학부 최철영 교수는 “스마트 양식장은 기존의 양식업적인 지식뿐만 아니라 4차 산업혁명에 관련한 기술 숙지를 요구해 이를 다룰 수 있는 전문가가 필요하다”며 전문인력양성의 필요성에 대해 강조했다.
_또한 최 교수는 “최근 우리나라 수산양식이 스마트 양식에 집중하고 있다”며 스마트 양식장이 각광받고 있음을 말했다. 이어 “정부도 7~8년 장기적으로 스마트 양식 사업에 집중할 계획인 만큼 우리대학 학생들도 이에 관심을 기울이길 바란다”고 말을 전했다.

참고자료
- 이미 시작된 바다의 산업혁명, 친환경 스마트 양식 (해양수산부 보도자료)
- 수산양식산업 투자유망분야 분석 (농업정책보험금융원 제공)


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