[논문]IoT 기반 흰점박이꽃무지 스마트 사육사 설계 및 성능평가

원진호; 곽강수; 노시영; 이상규; 최인찬; 이재수; 김태현; 백정현; 석영식

IoT 기반 흰점박이꽃무지 스마트 사육사 설계 및 성능평가
Design and Performance Evaluation of the IoT-based Smart Breeding System for Protaetia Brevitarsis Seulensis 원문보기

원진호 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 곽강수 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 노시영 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 이상규 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 최인찬 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 이재수 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 김태현 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 백정현 (농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부) , 석영식 (강원도농산물원종장 잠사곤충팀)

본 논문은 근래에 식용곤충 식품에 대한 수요 및 국민적 관심이 증가하여 관련 산업이 급격히 성장하고 있는 가운데, 건강기능성 효과가 널리 알려진 흰점박이꽃무지 유충의 안정적인 생산량 확보를 위한 스마트 사육사를 제작하고 그 성능을 평가한 결과이다. 사육사는 L6m×W3m×H2.8m 크기로 제작하였으며, 안정적인 사육환경을 위하여 사육실과 공조실을 분리하여 설계하였다. 공시재료는 생후 15일이 경과된 흰점박이꽃 무지 유충 1령이며, 스마트 사육사 내 사육환경은 온도 25±2℃, 습도 65±5%로 제어하였다. 사육조사는 매주 1회, 유충의 체중, 길이, 두께를 측정하였으며, 스마트 사육사의 성능평가를 위해 일반 사육농가(전북 소재)와 비교·분석하였다. 사육 4주 후 조사 결과, 스마트 사육사에서 사육한 유충의 체중과 길이는 각각 평균 1.97g/마리와 3.75cm로, 일반농가의 1.58g/마리와 3.55cm에 비해 비교적 높은 것으로 나타났다. 하지만, 두께의 경우 2주 차까지 일반농가에서 대체로 높은 것으로 나타났으며, 이후 3~4주 차에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 본 연구를 통해 개발한 흰점박이꽃무지 유충 스마트 사육사는 일반농가와 비교해 사육이 비교적 빠르고 생산량을 더 많이 확보할 수 있는 시스템으로 농가소득 증대에 유용할 것으로 판단되며, 장소 및 시간에 상관없이 생육환경 제어가 가능하여 개발된 시제품의 보급 확대가 필요하다.

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문제 정의

이처럼 전국적인 곤충산업의 활성화가 진행되고 있음에도 불구하고, 대부분의 곤충사육농가는 불안정적인 사육환경에서 곤충을 생산하고 있는데, 이는 생산물의 품질 저하와 비효율적인 생산에 따른 판매단가의 상승이 야기 될 수 있는데, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 기초연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 안정적인 생산량 확보를 위한 흰점박이꽃무지 유충 스마트 사육사를 설계하고 그 성능을 평가하였다.

제안 방법

사육환경은 온도 25±2℃, 습도 65±5%로 제어하였으며, 생육 조사로 매주 1회 유충의 체중, 길이, 두께를 측정하였다. 또한, 스마트 사육사의 성능평가를 위해 일반 사육농가(전북 소재)의 생육환경에서 동일하게 배치(100마리/상자, 3반복)하여 비교․분석하였다.
8m로 제작되었으며, 주위 환경에 민감한 유충이 진동, 소음 등과 같은 외부환경에 의한 생육부진을 막기 위해 유충 사육실과 공조실을 분리하여 설계하였다. 또한, 제어반 및 스마트폰을 이용하여 사육환경제어가 가능하도록 설계하였다.
본 연구에서 설계한 흰점박이꽃무지 유충 사육시스템은 L6m×W3m×H2.8m로 제작되었으며, 주위 환경에 민감한 유충이 진동, 소음 등과 같은 외부환경에 의한 생육부진을 막기 위해 유충 사육실과 공조실을 분리하여 설계하였다.
사육환경은 온도 25±2℃, 습도 65±5%로 제어하였으며, 생육 조사로 매주 1회 유충의 체중, 길이, 두께를 측정하였다.

대상 데이터

공시재료는 생후 15일이 경과된 흰점박이꽃무지 유충 1령을 사용하였으며, 흰점박이꽃무지 유충 300마리를 3개의 사육상자(22ℓ)에 나누어 사육하였다. 사육환경은 온도 25±2℃, 습도 65±5%로 제어하였으며, 생육 조사로 매주 1회 유충의 체중, 길이, 두께를 측정하였다.

성능/효과

따라서, 본 연구에서 개발한 흰점박이꽃무지 유충 스마트 사육사는 일반농가에 비해 생육이 비교적 빨라 더 많은 생산량 확보에 보다 효율적인 시스템인 것으로 판단된다. 또한, 본 시스템은 장소와 시간에 상관없이 흰점박이꽃무지 유충의 최적 사육환경을 조성하여 품질 저하를 방지하고, 연중생산이 가능하다는 장점이 있다.
따라서, 본 연구에서 개발한 흰점박이꽃무지 유충 스마트 사육사는 일반농가에 비해 생육이 비교적 빨라 더 많은 생산량 확보에 보다 효율적인 시스템인 것으로 판단된다. 또한, 본 시스템은 장소와 시간에 상관없이 흰점박이꽃무지 유충의 최적 사육환경을 조성하여 품질 저하를 방지하고, 연중생산이 가능하다는 장점이 있다.
58g/마리로 나타나 사육사에서 사육한 유충의 체중이 높은 것으로 나타났으며, 유충의 두께 또한 유사한 결과를 나타내었다. 또한, 유충의 길이를 비교한 결과, 2주 차에서는 각각 2.56cm, 2.28cm이었으며, 4주 차에는 각각 3.75cm, 3.55cm로 나타나 스마트 사육사의 생육이 더욱 양호한 것으로 나타났다.
스마트 사육사와 농가에서 사육한 유충의 체중은 2주 차의 경우 각각 0.75g, 0.52g/마리, 4주 차에서는 각각 1.97g, 1.58g/마리로 나타나 사육사에서 사육한 유충의 체중이 높은 것으로 나타났으며, 유충의 두께 또한 유사한 결과를 나타내었다. 또한, 유충의 길이를 비교한 결과, 2주 차에서는 각각 2.

후속연구

그중 흰점박이꽃무지는 가장 널리 사육되고 있는 곤충 중 하나로, 간과 신장 기능 회복, 혈전용해작용에 탁월한 것으로 알려져 있어, 건조 과정을 거쳐 분말이나 환과 같은 건강보조식품으로 주로 유통되고 있다. 이처럼 전국적인 곤충산업의 활성화가 진행되고 있음에도 불구하고, 대부분의 곤충사육농가는 불안정적인 사육환경에서 곤충을 생산하고 있는데, 이는 생산물의 품질 저하와 비효율적인 생산에 따른 판매단가의 상승이 야기 될 수 있는데, 이와 같은 문제점을 해결할 수 있는 기초연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 안정적인 생산량 확보를 위한 흰점박이꽃무지 유충 스마트 사육사를 설계하고 그 성능을 평가하였다.

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