ETRI, AI가 돈사 운영...제주 양돈 AX 스마트팜 구축

- AI 스스로 판단 스마트돈사 제주에 첫 구축, 탄소중립 축산 실증

- 30일, 제주에서 기후위기 대응 스마트팜 테스트베드 준공식 개최 

인공지능(AI)이 이제 돈사까지 관리하는 시대가 왔다.

돈사의 악취와 탄소 배출은 줄이고 생산성은 높이는 미래형 축산의 모습이 제주에서 첫발을 내디뎠다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 제주도와 공동으로 기후위기에 대응하기 위한 첨단 인공지능 기술을 접목한 스마트 축산 실증 환경을 제주에 구축하고, 이를 바탕으로 본격적인 탄소중립형 축산 모델 개발에 착수했다.

ETRI 제주AX융합연구실은 30일, 제주대학교 말산업전문인력양성센터에서 ‘기후위기 대응 제주형 양돈 AX 스마트팜(이하 테스트베드)’ 준공식을 개최했다고 밝혔다.

현재 축산업은 가축의 소화 및 분뇨 처리 과정에서 메탄(CH4)과 아산화질소(N2O) 등 온실가스 배출 비중이 매우 높아, 탄소중립을 위한 기술적 접근이 시급한 분야로 꼽힌다.

이번 연구의 핵심은 기존의 경험 중심 사육 방식에서 벗어나, 데이터와 AI를 활용해 생산성 향상과 친환경 축산을 동시에 달성하는 데 있다. 

사료 효율을 높이고 출하 시기를 단축하면, 자연스럽게 에너지 사용과 탄소 배출이 줄어드는 '선순환 구조'가 만들어진다. 

연구진은 이번 테스트베드를 통해 기존 대비 10% 이상의 탄소배출 저감을 목표로 삼고, 이를 실제 현장 데이터를 통해 검증할 계획이다.

테스트베드는 제주시 아라일동에 위치한 약 800㎡ 규모의 제주대학교 실험 부지에 조성됐다. 

이곳에는 돈사 내·외부 환경을 실시간으로 정밀하게 관리할 수 있는 첨단 시스템이 구축됐다.

주요 시설로는 ▲온도·습도, 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3) 농도 등을 상시 측정하는 모니터링 센서 시스템 ▲현장에서 데이터를 즉시 처리하는 엣지(Edge) 운영 기반 환경 제어 시스템 ▲CCTV 영상 기반 가축 이상행동 감지 시스템 ▲AI 기반 탄소 저감 운영 알고리즘 및 지능형 의사결정 시스템 ▲탄소 배출량 통합 관리 플랫폼 등이 포함된다.

연구진은 돈사 곳곳에 설치된 센서와 CCTV에서 수집되는 복합 데이터를 실시간으로 분석하도록 시스템을 설계했다. 

특히 엣지(Edge) 기술을 적용해 데이터를 먼 서버로 보내지 않고 현장에서 즉시 처리함으로써, 돈사 내부의 환경 변화나 응급 상황에 지연 없이 빠르게 대응할 수 있도록 했다.

AI는 이를 바탕으로 가축의 성장 상태와 에너지 소비량을 스스로 판단하여 환기, 온도, 사료 공급 등 축사 운영 전반을 자동으로 최적화한다. 

축적된 데이터는 통합관리 플랫폼을 통해 농가에 제공되어 실제 운영에 바로 반영할 수 있다.

아울러 제주 지역 수요에 맞춰 유해가스를 흡착·제거하는 ‘스크러버(Scrubber)’ 설비도 도입했다. 

이를 통해 암모니아 등 악취를 저감하는 동시에 탄소배출 감소 효과까지 현장에서 직접 확인하게 된다.

CCTV 기반 영상 분석으로 가축의 이상행동을 조기에 감지하는 연구도 함께 수행한다. 

가축의 행동 패턴을 살피고 누적된 데이터를 통해 감지 정밀도를 점차 높여갈 예정이다.

연구팀은 이번 테스트베드에서 확보한 데이터와 탄소 저감 모델을 토대로, 향후 전국 양돈 농가에 적용 가능한 ‘탄소중립 축사 표준 운영 모델’을 제시할 계획이다.

ETRI 제주AX융합연구실 김규형 실장은 “AI가 돈사 환경을 스스로 판단하고 제어하는 시스템을 통해 실제 탄소 저감 효과를 명확히 실증할 것이며, 이를 바탕으로 데이터 기반의 농가 운영을 지원하고, 나아가 농축산 분야의 탄소중립 표준 모델로 발전시켜 나가겠다”고 밝혔다.

제주대학교 손영옥 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.

제주특별자치도 김남진 혁신산업국장은 “ETRI의 AI와 데이터 기술을 실제 양돈현장에 적용하면서 제주 축산업이 생산성과 자연환경 보전의 가치를 모두 잡을 수 있는 중요한 도약의 토대가 되기를 기대한다”고 강조하였다.

한편, 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. <보도자료 본문 끝>