초록 ▼

연구개발목표 및 내용
최종 목표
인공지능 분석을 통한 반려견 생애 종합 관리 기술 개발
전체 내용
○ 반려견 전 생애 빅데이터 구축 및 인공지능 분석 기술 개발
1) 반려견 생체 등록 정보 DB화(홍채, DNA 등) 및 API 구축
2) 품종별, 연령별 사료(또는 간식) 성분 및 기능 정보 구축
3) 생애 주기별 행동과 신체 변화 및 질병 정보 구축
4) 반려견 생애주기별 행동/신체변화/질병정보의 전문가 검증 연구
5) Big Data화된 반려견 생체등록정보/사료정보/질병정보/마이크로

연구개발목표 및 내용
최종 목표
인공지능 분석을 통한 반려견 생애 종합 관리 기술 개발
전체 내용
○ 반려견 전 생애 빅데이터 구축 및 인공지능 분석 기술 개발
1) 반려견 생체 등록 정보 DB화(홍채, DNA 등) 및 API 구축
2) 품종별, 연령별 사료(또는 간식) 성분 및 기능 정보 구축
3) 생애 주기별 행동과 신체 변화 및 질병 정보 구축
4) 반려견 생애주기별 행동/신체변화/질병정보의 전문가 검증 연구
5) Big Data화된 반려견 생체등록정보/사료정보/질병정보/마이크로바이옴 정보 통합 시스템 기획 및 DB서버 구축
6) 통합 정보 플랫폼 연동 가능 API시스템 기획
7) 빅데이터 구축을 통한 반려견 맞춤형 인공지능 서비스 플랫폼 구축
○ 반려견 영양상태와 장내 마이크로바이옴의 분석 기술 개발
1) 주요 품종/연령/질병별 장내 미생물총 정보 구축을 위한 샘플제공
2) 비만 및 주요 질병에 이환된 환축의 장내 미생물 총 정보 구축
3) 프로바이오틱스 제제에 따른 반려견 급여 프로토콜 개발
4) 장내 건강상태 균형/불균형에대한 파악을 통한 식이제품과 보조제 개발 활용 솔루션 개발

연구개발성과
□ 주관연구개발기관 - ㈜꼬리
<반려견 생체 데이터 DB및 이미지 저장소 설계 및 구축>
ㅇ 반려동물 생체인식 솔루션 전문기업인 파이리코와 생체 데이터 제공 관련 용역 계약을 통해 25개 품종 135두 생체 데이터 DB* 구축
ㅇ 반려동물 등록 정보 및 품종/질병/사료 정보 등록 및 외부 연동을 위한 API 서버 시스템 설계 완료
ㅇ 반려견 생체 등록 정보와 등록 번호 통합 DB서버에 연동 가능한 API 구축 완료
< 품종별, 연령별 사료(또는 간식) 성분 및 기능 정보 구축>
ㅇ 반려견 품종과 연령에 따라 유통되고 있는 사료의 성분 및 기능 데이터 취합하여 품종/연령별별 사료성분/기능/특징/질병 통합 DB 구축
ㅇ 반려동물 통합 사료 큐레이션 시스템 구축을 위한 알고리즘 고도화
- 품종/연령별/질병/필요기능 데이터 기반 기존 사료 큐레이션 시스템에 사료 원료(117종) 데이터를 추가하여 알고리즘 최종 구축 및 고도화
ㅇ 사료 정보 기반 원료-기능 발생 빈도수에 따른 매칭정보 추가
- 질병에 따른 필요기능 분석 및 사료원료 성분을 매칭을 통한 필요 원료들의 구성 및 조합을 기준으로 사료를 추천해줌
ㅇ 반려동물 품종별, 질병, 증상 기능, 사료 성분 매핑 정보 분석 결과를 통합한 사료 큐레이션 시스템 구축 완료
- 기본 정보(품종, 생애주기, 필요기능 등) 기반 사료 큐레이션 DB 2,300여개에 사료 원료/기능 매칭 DB 342개를 추가하여 통합 사료 큐레이션 시스템 구축
<생애 주기별 행동과 신체 변화 및 질병 정보 구축>
ㅇ 생애주기에 따라 발생하는 질병 정보 자료 수집 및 전문 임상 수의사 검증 작업을 통해 생애 주기별 행동/증상 변화에 따른 질병 정보 DB 구축
ㅇ 품종, 사료 성분/기능, 생애주기별 행동/신체/질병 데이터 등을 딥러닝 분석을 통해 AI 추천 엔진 및 서비스 개발
ㅇ 데이터 간 연관 및 예측 알고리즘 개발을 통해 반려동물 헬스케어 및 생애주기별 맞춤 서비스를 제공함
ㅇ 강아지, 고양이 각각 274개 질병에 대한 증상 DB 3,700여개 구축하여 증상 기반 질병 AI 알고리즘을 통해 챗봇형 증상체크 서비스 오픈
ㅇ 질병 상세정보(진료항목,예방법 등), 챗봇형 증상체크, 증상체커 결과에 따른 질병관리 뿐만 아니라 질병, 품종, 연령, 기능에 따른 맞춤 사료 추천 서비스를 제공하는 통합 관리 플랫폼 개발 완료
<빅데이터 구축을 통한 반려견 맞춤형 인공지능 서비스 플랫폼 구축>
ㅇ 품종/연령별 적정 몸무게 대비 비만여부, 생애주기별 신체변화/건강상태, 품종별 유전적 질환에 따른 식이 관리 큐레이션 서비스 개발
ㅇ 자주 걸리는 질병 중, 비만/당뇨/피부 질환/장질환에서 마이크로바이옴 분석 결과를 활용한 관리방안 제시
ㅇ 이미지 자동인식 기반 BCS 비만도 체크 및 체중 기반 비만도 분석을 통해 비만의 경우 초과 체중에 따른 예상감소 수명 정보 제시(1kg 초과당 감소수명 DB 구축) 및 비만 여부에 따른 유의질병 데이터 제공 및 적정 사료 급여량 정보 제시
ㅇ 마이크로바이옴 분석 정보 시스템 구축을 위해 꼬리 유저 30여명을 대상으로 실제 swab kit를 통한 검체 수집 및 분석 진행
- 마크로젠에서 1차 데이터 분석 및 엠제이바이오젠에서 데이터 심층분석 및 2차 가공 하여 분석 결과에 따른 가이드 제공 서비스 적용
□ 공동연구개발기관 - ㈜엠제이바이오젠
<생애주기에 따른 질병 정보 자료에 대한 전문가 검증 연구>
ㅇ 국내 주요 반려견 품종에서 품종 소인이 있는 질병을 문헌조사를 통해 리스트 작성
ㅇ 품종 소인이 있는 질병 중 동물병원에서의 치료와 보호자의 관리가 병행 가능한 질병에 대해 임상수의사의 검토를 받아 추천 서비스 DB 구축 (말티즈 푸들. 시추, 포메라니안, 치와와, 골든리트리버 등)
<생애주기에 따른 행동/신체변화 정보 자료에 대한 전문가 검증 연구>
ㅇ 반려견에서 품종과 무관하게 다발하는 질병을 선정(슬개골탈구, 각막궤양, 백내장, 비만, 아토피)하고, 질병 완화에 도움이 되는 영양소에 대해 임상수의사의 검토를 받아 DB 구축
<주요 품종(1-2종)/나이에 따른 마이크로바이옴 분석 연구용 시료 수집>
ㅇ 96마리의 데이터를 분석하여 국내 주요품종인 푸들과 말티즈의 장내미생물 특성 차이 도출
ㅇ 반려견의 나이가 많을수록 증가하는 미생물종으로 Fusobacterium perfoetens 도출
ㅇ 저체중, 과체중, 정상체중 반려견에서 유의미한 차이를 보이는 미생물 군집 도출
<주요 질병(비만, 당뇨)에 따른 마이크로바이옴 분석 연구용 시료 수집>
ㅇ 비만은 장내불균형을 발생시키며 비만도가 심해질수록 Firmicutes/Bacteroidetes(F/B) 비율이 증가하고, 고지방식이, 혈중지질의 양, 대사 및 염증장애 등과 관련된 미생물 수 증가
ㅇ 당뇨 환축에서 혈당 유지가 잘 되는 그룹과 그렇지 않은 그룹의 미생물 차이 분석
<주요 질병(피부, 장질환)에 따른 마이크로바이옴 분석 연구용 시료 수집>
ㅇ 아토피성 피부염에서는 장내미생물 다양성 감소, proteobacteria 비율 증가, 감염성 질병 유발 유해균(Klebsiella pneumoniae) 증가, 알러지에서감소하는 미생물(Erysipelatoclostridium)이 감소
ㅇ 건강 대조군 대비 특발성 장질환과 단백소실장염환축에서서로 다른 종류의 유해균이 증가
<식이보조제(단독 성분 probiotics) 급여에 따른 장내 미생물총 변화 연구>
ㅇ Prebiotics 없이 Lactobacillus 3종으로 probiotics만 급여하였을 때, 알파 다양성은 차이가 없었으나 베타 다양성에 차이가 발생하여 장내 미생물 구성이 달라짐을 확인
ㅇ 특히, 노화, 궤양성 대장염, 자폐 등과 관련된 유해균 억제 및 유익균 증진 효과 도출
<식이보조제(혼합 성분 probiotics) 급여에 따른 장내 미생물총 변화 연구>
ㅇ Lactobacillus 3종에 Prebioitcs로 FOS, GOS를 혼합하여 급여하였을 때, 비만과 관련 있는 미생물인 F/B 비율이 감소
ㅇ 그 밖에 항생제 내성균, 감염성 질환과 관련 있는 유해균이 감소하고 유익균이 증가함
<환축에서 식이보조제(probiotics) 급여 시 장내 미생물총 변화 분석>
ㅇ 반려견에서 Probiotics 급여 기간에 따른 장내미생물 변화 분석 결과, 장내미생물 변화를 유도하기 위해서는 최소 1주일이 걸리며, Probiotics 섭취를 중단하면 1주일 후 원래의 장 상태로 복구됨
ㅇ F/B비율 증가 억제를 통한 장내 불균형 예방 효과 및 체중 증가 억제 효능 확인
<식이보조제 급여 환축에서 질병 개선 효과 분석 연구>
ㅇ 비만견에서 Probiotics 급여 전후 CT 촬영을 통해 복부 내장 지방량 감소 효과를 확인하였고, 혈청 Proteomics 분석을 통해 단백체의 변화 확인
ㅇ 반려견 구강 건강용 신규 균주를 개발 및 개발된 균주 급여 후 치주염 유발균 억제 효과 입증
□ 공동연구개발기관 - ㈜리치플래닛

ㅇ 반려견 생애주기별 신체변화 및 질병정보 통합 DB서버 로직 설계
- 빅데이터 구축 데이터와 연동하여 반려견 생애 주기별 종합관리 예측 인공 지능 서비스를 위한 추천 로직 및 알고리즘 설계, ERD 구축
- 동물등록정보/사료/질병 관리 통합 서버 및 시스템 구축
ㅇ 맞춤형 통합 사료 큐레이션 정보 통합 DB서버 로직 설계 및 구축
- 통합 사료 큐레이션 정보 DB 서버 구축을 위한 시스템 구성 설계
- 사료 큐레이션 데이터 통합을 위한 빅데이터 시스템 구조 설계
ㅇ 반려견 품종별 연령별 최적화된 성분과 기능으로 구성된 맞춤 사료 큐레이션 프로세스 수립
- 사료 큐레이션 정보와 건강/질병 데이터에 대한 데이터 구조화
- 데이터 표준 속성 정의, 서비스 특화 분류 체계, 속성 구조 설계
- 반려동물 정보 등록 시 수집/구축 데이터 기반의 개체별 성향 분석 진행 후 각 항목별 분석 결과 값 도출, 분석 결과 값 기반으로 각 빅데이터 분석 값들의 연관 관계에 따른 개인화 추천 정보 제공
<통합 정보 플랫폼 연동 가능 API시스템 기획>
ㅇ 반려견 사료 큐레이션 통합 DB 서버 연동 API기획
- DB서버 연동 프로토콜, 보안규칙, API URL/Method 정리 및 세부항목 기획
- 사료큐레이션 통합 DB 서버 API 시스템 구조 설계
- 통합 DB 연동 API 항목 정리 및 시스템 기획
ㅇ 반려견 생체 등록 정보, 사료, 반려견 신체/질병정보 통합 DB서버 연동 API설계 및 기획
- 반려견 생체등록 정보/동물 등록 번호/생애주기 질병정보/사료 큐레이션 정보/마이크로바이옴 정보 등 통합 DB서버 및 시스템 설계 및 구축 및 통합 서비스 제공을 위한 API를 이용한 빅데이터 시스템 구조 설계
ㅇ 반려견 생체 등록 정보와 동물 등록 번호 통합 DB서버 연동 API기획
- 통합 DB 서버 API 시스템 구조 설계 및 시스템 기획
- 통합 DB 연동 API 항목 정리 및 시스템 기획

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 건강/질병 인공지능 서비스는 사전에 질병을 인지하여 발병 후 질병이 진행되기 전에 동물병원에 내원하여 조기 진단 후 치료 가능하며, 마이크로바이옴과 연계하여 반려견 건강 관리를 통해 진료비 절감 및 동물 등록율 향상 기대
○ 반려견 양육 가구가 증가하고 있으나, 반려견의 질병 발생 및 지출되는 의료비 비용부담도 커짐에 따라 유기견 증가에 영향을 미치고 있음. 본 연구개발은 건강한 자견을 생산함으로써 유기견 발생 감소에 활용될 수 있음
○ 데이터가 매우 부족한 반려동물 장내 미생물 분야에서 새로운 데이터 축적 및 논문 등의 연구성과 발생 및 반려견 비만 예방에 활용
○ 품종, 나이, BCS 등 반려견 맞춤형 케어 분야의 서비스 향상이 기대됨

(출처 : 요약문 2p)