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문제 정의
- 국내 IT기술이 발전함에 따라 무선 송신 및 센서 기술들이 발전해 왔고, 국내 축산업에도 이를 이용하여 자동화 및 사양관리에 접목시키기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 비접촉식 체온방법 중 하나로 적외선 센서를 사용하여 체온을 신속하고 간단하게 측정하여, 필요한 정보를 모니터링하며 모돈의 질병 발생 징후 및 발정을 진단하기 위한 체온 측정 시스템을 개발하기 위한 기초연구로 수행하였다.
- 본 연구는 적외선 센서를 이용하여 돼지의 등부체온을 측정하고자 수행하였다. 이를 위해 3마리의 미니돼지 (약 20 kg)를 돈사 내에서 사육하면서 사료급이기 상부에 부착된 3개의 적외선 센서를 이용하여 사료 급이 시 자동으로 온도가 측정되게 시스템을 구축하였다.
제안 방법
- 01로 신뢰할 수 있는 데이터로 분석되었다. 1차 회귀식에서 얻어낸 식에서 독립변수 x를 실내 온도, 종속변수 y를 등부체온 값으로 하여, 실내 온도에 따른 등부 체온을 예측할 수 있는 모델을 만들었다. 이 식을 이용하여 실내온도에 따른 돼지 등부체온을 예측한 값과 실측한 적외선 센서를 퉁한 실측값과 비교한 결과, 예측값과 실측값의 평균 오차가 0.
- 2와 같다. 돼지 등부위 30 cm 높이에 설치된 적외선센서에서 측정된 체온은 컴퓨터 프로그램 (DataTempMultiDrop, Raytek, U.S.A)을 이용하여 초단위로 자동 저장되게 하였다. 저장된 체온 정보는 컴퓨터를 통하여 모니터링이 가능하도록 하였다.
- 돼지의 사양관리를 위해 급여사료는 조 단백질 19% 이상, 조 지방 5.50% 이상, 조 섬유 4.00% 이하, 조 회분 8.00% 이하, 칼슘 0.80% 이상, 인 1.00% 이하, 라이신 1.40%이상, 가소화에너지 (DE) 3.60 Mcal/kg 및 가 소화조단백질 (DCP) 16.00% 이상인 사료를 1일 1회 17:00~18:00 사이에 500 g로 제한 급이 하였으며, 음수는 자유롭게 섭취 할 수있도록 하였다.
- 돼지의 체온은 사료 급여 시에 급이 장치 (1000×500×900 mm) 상부 30 cm 높이에 부착한 3개의 적외선센서를 이용하여 초단위로 측정하였다 (Fig. 1).
- 본 실험은 돼지 3두를 이용하여 28일간 사료 급여 시 초단위로 측정된 체온값을 분석 하였다. 체온값과 실내 온도값은 프로그램의 오류로 인해 저장이 되지 않은 날을 제외하고 28일간 83개 값을 얻었다.
- 1°C)을 가지고 있다. 실내 온도는 적외선 센서 (MI3MCOMM Box, Raytek, U.S.A)를 사용하여 돼지 등부 옆 약 20 cm 근처 같은 높이에서 측정하였다. Fig.
- 실험은 돼지의 돈사 적응을 위해 1주일간의 적응실험을 하였으며, 그 이후에 본 실험을 시작하였다. 돼지의 체온은 사료 급여 시에 급이 장치 (1000×500×900 mm) 상부 30 cm 높이에 부착한 3개의 적외선센서를 이용하여 초단위로 측정하였다 (Fig.
- 본 연구는 적외선 센서를 이용하여 돼지의 등부체온을 측정하고자 수행하였다. 이를 위해 3마리의 미니돼지 (약 20 kg)를 돈사 내에서 사육하면서 사료급이기 상부에 부착된 3개의 적외선 센서를 이용하여 사료 급이 시 자동으로 온도가 측정되게 시스템을 구축하였다. 체온의 측정은 돼지 등부에서 [Data TempMultiDrop, Raytek, U.
- A)을 이용하여 초단위로 자동 저장되게 하였다. 저장된 체온 정보는 컴퓨터를 통하여 모니터링이 가능하도록 하였다.
- A] 프로그램을 이용하여 초단위로 모니터링 하였다. 전체 실험기간은 사료 급여 시 등부에서 약 30 cm 높이에서 28일간 체온을 측정하였으며, 동시에 실내온도도 MI3MCOMM Box (Raytek, U.S.A)를 이용하여 28일간 측정하였다.
- 이를 위해 3마리의 미니돼지 (약 20 kg)를 돈사 내에서 사육하면서 사료급이기 상부에 부착된 3개의 적외선 센서를 이용하여 사료 급이 시 자동으로 온도가 측정되게 시스템을 구축하였다. 체온의 측정은 돼지 등부에서 [Data TempMultiDrop, Raytek, U.S.A] 프로그램을 이용하여 초단위로 모니터링 하였다. 전체 실험기간은 사료 급여 시 등부에서 약 30 cm 높이에서 28일간 체온을 측정하였으며, 동시에 실내온도도 MI3MCOMM Box (Raytek, U.
대상 데이터
- 그리고 실내온도는 돼지 사료 급이 전후의 평균온도를 이용하였다. 3두의 개체별 측정 체온값을 전체를 비교하였으며, 실내온도와 적외선 센서를 이용해 측정한 돼지의 등부 온도 데이터를 분석 자료로 사용하였다.
- 공시 동물들은 자체 제작한 돈사 (3300×5400×2200 mm)에 수용하여 사양을 실시하였다.
- 배기는 풍량 (3,300 m³/h)의 환기팬을 사용하여 배기를 하였고, 바닥은 방수우레탄 재질로 사용되었다.
- 본 실험은 경남 진주 소재 경상대학교 내 실험돈사에서 2014년 4월 12일에서 5월 10일까지 28일간 실시하였다.
- 실험에 사용된 공시 동물은 평균 체중 약 20 kg의 미니돼지 3두가 사용되었다. 공시 동물들은 자체 제작한 돈사 (3300×5400×2200 mm)에 수용하여 사양을 실시하였다.
- 자체 제작한 돈사는 50 mm 두께의 스티로폼 판넬 (E.P.S. PANEL)을 사용하여 지어졌다. 배기는 풍량 (3,300 m³/h)의 환기팬을 사용하여 배기를 하였고, 바닥은 방수우레탄 재질로 사용되었다.
데이터처리
- 체온값과 실내 온도값은 프로그램의 오류로 인해 저장이 되지 않은 날을 제외하고 28일간 83개 값을 얻었다. 초단위로 수집된 체온은 평균값을 이용하여 분석을 하였다. 그리고 실내온도는 돼지 사료 급이 전후의 평균온도를 이용하였다.
이론/모형
- 실내온도의 변화에 따른 등부체온의 상관관계를 알아보기 위해 실내온도와 등부체온을 Excell2007을 이용하여 회귀식을 구하였으며, 이를 돼지의 등부체온 예측을 위한 모델로 이용하였다.
성능/효과
- 돼지의 등부체온과 실내온도와의 1차 회귀 식과 결정계수 (R²) 값을 구한 결과, Fig. 4과같이 y = 0.5487x + 18.459로 나타났고, R² 값은 0.8529로 나타났고, 유의확률 p<0.01로 신뢰할 수 있는 데이터로 분석되었다.
- 따라서 추후 실제 모돈사에 적용하기 위한 시스템 개발에 있어서는 실내온도 뿐만 아니라 습도와 돈사 내 풍속을 같이 모니터링 해야 할 것 같다. 또한 실내온도의 측정을 등부 체온과 같은 양으로 받으며 모니터링 함으로써 데이터의 수를 늘여서 예측값의 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.
- 459식의 관계식을 얻을 수 있었다. 실내온도를 독립변수로 체온 예측식을 이용하여 체온을 예측하였으며, 이를 적외선 센서를 통하여 얻은 체온값과 비교한 결과, 오차 범위가 0.004~1.82℃, 평균 오차가 0.58℃로 나타났다. 실험에 사용한 적외선 센서의 사양에 따른 오차와 실내 온도 및 습도에 대한 변수 등이 영향이 있을 것이라고 생각되었다.
- 1차 회귀식에서 얻어낸 식에서 독립변수 x를 실내 온도, 종속변수 y를 등부체온 값으로 하여, 실내 온도에 따른 등부 체온을 예측할 수 있는 모델을 만들었다. 이 식을 이용하여 실내온도에 따른 돼지 등부체온을 예측한 값과 실측한 적외선 센서를 퉁한 실측값과 비교한 결과, 예측값과 실측값의 평균 오차가 0.58℃로 나타났으며, 최고 오차 1.82℃, 최소 오차 0.004℃로 나타났다.
- 15℃로 측정되었다. 적외선 센서로 측정한 돼지의 등부체온의 평균온도는 약 31.18℃, 최저온도 25.46℃, 최고 온도 34.95℃로 측정되었다.
- 적외선 센서를 이용하여 측정한 돼지의 체온과 실내온도와의 상관관계를 Excel 프로그램을 이용하여 분석한 결과 등부 표면의 체온과 실내온도 사이에는 y = 0.5487x + 18.459식의 관계식을 얻을 수 있었다. 실내온도를 독립변수로 체온 예측식을 이용하여 체온을 예측하였으며, 이를 적외선 센서를 통하여 얻은 체온값과 비교한 결과, 오차 범위가 0.
후속연구
- 또한 본 실험에서는 사료 섭취 시에만 온도를 측정하여 분석한 결과이기 때문에 사료의 섭취에 따른 온도 상승이 있었을 것으로 판단되었다. 따라서 추후 실제 모돈사에 적용하기 위한 시스템 개발에 있어서는 실내온도 뿐만 아니라 습도와 돈사 내 풍속을 같이 모니터링 해야 할 것 같다. 또한 실내온도의 측정을 등부 체온과 같은 양으로 받으며 모니터링 함으로써 데이터의 수를 늘여서 예측값의 오차를 줄일 수 있을 것으로 판단되었다.
- 실험에 사용한 적외선 센서의 사양에 따른 오차와 실내 온도 및 습도에 대한 변수 등이 영향이 있을 것이라고 생각되었다. 실내 온도 및 습도 등에 따른 변수를 고려해 돼지의 체온을 측정한다면 최종적으로 모돈의 체온 모니터링을 하여 발정 및 이상 징후를 판단하는 시스템을 만들어 실용화할 수 있을 것으로 사료되었다.
- 이러한 결과는 Jeong et al. (2012)이 발표한 가축의 운동량에 따라 체온의 변화가 관찰되었지만, 그 변화폭은 일반적으로 알려진 질병에 따른 체온변화 (약 ±1°C 이상)에 비하여 미미하게 나타난다고 보고한 것을 비교하면, 평균 오차값으로 발정이나 질병 등의 예측이 가능할 것으로 판단되며, Ingram et al. (1973) 은 자돈의 경우 사료의 섭취하였을 때, 사료를 섭취하지 않은 상태보다 1℃ 상승한다고 보고를 고려하여도, 본 모델식을 발정 등에 활용 가능할 것으로 판단된다.
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