흰점박이꽃무지 사육사 및 환경제어 장치 개발

노시영 ( Si-young Rho ),원진호 ( Jin-ho Won ),이현동 ( Hyun-dong Lee ),석영식 ( Young-seek Seok ),이재수 ( Jae-su Lee ),이상규 ( Sang-gyu Lee ),백정현 ( Jeong-hyun Baek ),김밝금 ( Bal-geum Kim ),김태현 ( Tae-hyun Kim ),곽강수 ( Ka 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2

곤충산업은 ‘17년 ‘곤충산업 육성 및 지원에 관한 법률’이 제정된 이래 갈색거저리, 흰점박이꽃무지, 쌍별 귀뚜라미 및 장수풍뎅이 등 4종이 일반 식품원료로 등록이 된 이후 곤충사육농가 및 기업수는 ‘15년 724개 소에서 ’18년 2,318개소로 확대되었고, 곤충 판매액은 ‘15년 162억 원에서 ’18년 375억 원으로 매년 꾸준히 증가하고 있다. 그리고 곤충 사육시설은 비닐하우스 기반의 가건물에서 샌드위치패널 또는 콘크리트 형태의 현대화 시설로 변하고 있다. 하지만, 흰점박이꽃무지의 대량사육을 위해서는 생육특성 및 생리에 맞는 최적 환경요소를 제공해야 한다. 흰점박이꽃무지 유충의 사육 최적 환경조건으로 온도는 25~27℃이며, 발효톱밥의 습도는 60~65% 수준으로 유지해야 한다. 이러한 환경 요건을 충족시키기 위한 사육사에 대한 연구를 수행하였으며, 그 결과로 흰점박이꽃무지 유충의 생육에 접합한 사육사를 개발하였다. 사육사의 크기는 생육 및 기타 실험을 위하여 L4×W2.6×H2.7m로 제작하였으며, 외벽은 열전도율 0.020W/m·K 이하인 폴리우레탄폼 단열재로 사육사를 제작하여 외부 환경과의 단열이 되도록 하였으며, 사육사 내부는 물세척이 가능하도록 배수로를 설치하고 알루미늄 판으로 마감하였다. 내부 구조는 흰점박이꽃무지가 외부환경에 민감하게 반응하는 특성을 고려하여 사육사 하단에 공조실을 두어 온풍과 냉풍이 사육실내부에 직접적으로 미치는 영향을 줄이도록 설계되었으며, 사육사 내에는 내벽을 두어 생육실과 공조시스템 조절을 위한 계기반을 설치한 전실로 구분하였다. 사육사 내 온도는 냉·난방기를 통하여 조절이 가능하며, 습도는 히터 동작을 통한 냉동기 작동으로 조절하였다. 이러한 장치를 구동한 사육사의 성능으로 평균온도 25.0℃, 평균습도 65.7%를 유지하여 흰점박이꽃무지 유충의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있었다.

흰점박이꽃무지 사육 환경 제어를 위한 곤충 스마트팜 공조 시스템 개발

노시영(Si-Young Rho),원진호(Jin-Ho Won),이재수(Jae-Su Lee),백정현(Jeong-Hyun Baek),이현동(Hyun-Dong Lee),곽강수(Kang-Su Kwak) 한국컴퓨터정보학회 2019 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.24 No.12

이 연구는 식품원료로 등록되고 건강기능성 효능이 널리 알려지면서 생산과 수요가 점차 증가하고 있는 흰점박이꽃무지 유충의 사육환경 제어를 위한 식용곤충 스마트팜 공조시스템을 설계하여 제안하고자 수행하였다. 제안된 곤충 스마트팜 공조 시스템은 사육실과 공조실을 구분하여 사육에 최적화된 환경을 공조실에서 만들어 사육실로 보급하는 시스템으로 기존 곤충 사육농가에서 냉난방기, 가습기 등을 통한 환경 제어를 할 때 사육실 내 부분별로 온도 및 습도 등이 매우 상이하여 식용곤충을 판매할 때 균일한 크기 및 무게의 흰점박이꽃무지 유충을 생산하기 어렵다는 문제점의 해결책으로 제시될 수 있다. 곤충 스마트팜 공조 시스템을 사용함으로써 기존 곤충농가의 환경제어에 비해 온도의 차를 6℃, 습도의 차를 24.7%를 감소할 수 있으며 사육실 내 부분별로 온·습도가 다른 점을 개선하여 흰점박이꽃무지 유충의 사육 최적 환경을 계절에 상관없이 상시 제공함으로써 연중 생산을 통한 생산량 증대와 곤충 사육농가의 소득증대를 도모할 수 있다. 또한 제안된 곤충스마트팜 공조시스템은 설정된 최적 온도, 습도 및 CO₂를 효율적으로 제어함으로써 갈색거저리 등 기타 식용곤충의 사육 및 버섯류의 생육에 필요한 환경제어 시스템으로도 활용할 수 있을 것이다. In this study, the "Insect Smart Farm Air Conditioning System" is designed and proposed for the control of breeding environment of Protaetia brevitarsis seulensis larvae. The proposed "Insect Smart Farm Air Conditioning System" separates the breeding room from the air conditioning room. It is a system that creates an environment optimized for breeding and distributes it into a breeding room. When controlling the environment through air-conditioning and humidifiers in insect farms, temperature and humidity vary from part of the breeding room to part. The solution to the problem can be suggested as a solution to the difficulty of producing white-spotted flower mounds of uniform size and weight when selling edible insects. By using the "Insect Smart Farm Air Conditioning System," the temperature difference can be reduced by 6°C and the humidity difference by 24.7% compared to the environmental control of existing insect farms. The temperature and humidity of different parts of the breeding room were improved. Provide the optimal environment of Protaetia brevitarsis seulensis larvae at all times and ensure uniform CO₂ concentration. It can be expected to increase output through annual production and increase income for insect farmers. The proposed "Insecting Smart Farm Air Conditioning System" also controls the set temperature, humidity and CO₂. Environmental control of the breeding of other edible insects and the reproduction of mushrooms that require environmental control in breeding or breeding will also be possible.

곤충 스마트팜 체계 구축에 관한 기초 연구

노시영 ( Si Young Rho ),이재수 ( Jae Su Lee ),김국환 ( Gook Hwan Kim ),이현동 ( Hyun Dong Lee ),김성현 ( Seong Hyun Kim ),석영식 ( Young Seek Seok ),한길수 ( Kil Su Han ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

곤충 스마트팜의 발전 및 체계 구축을 위하여 단계별 곤충 스마트팜 구축이 필요하다. 1세대 곤충 스마트팜에서는 환경 정보 수집 및 제어, 생육 기초 데이터 수집에 목적을 두고 있는 단계 이다. 곤충 생육에 필요한 환경 요소를 제어 장치를 통하여 최적의 생육 환경을 조성하고 차후 심층적인 분석을 위한 생육기초 데이터 수집을 하는 단계이다. 2세대 곤충 스마트팜에서는 1세대에서 수집된 생육 기초 데이터를 기반으로 생육과정을 분석하여 최적의 생산량 확보를 위한 방안을 제시하며 영상 분석을 통해 병해충 정보를 분석하여 감염에 취약한 곤충 사육 환경에 도움이 될 것이다. 3세대에서는 곤충 산업 확장 및 안정화를 위한 곤충 산업 유통망을 구축하여 연간 필요 수량을 분석하고 곤충 판매 단가를 예측하여 곤충 농가의 수익 향상 뿐만 아니라 소비자와 유통인이 원하는 안전한 곤충생산이력 및 품질 유지를 위한 실시간 유통정보 등이 중요한 요소가 될 것이다. 이러한 곤충 스마트팜에 대한 사육 시스템 구성은 환경 정보, 생육 정보, 외부 환경 정보로 구성되어 있으며 환경 정보는 온습도 센서, 토양 센서, 조도 센서 등 생육에 필요한 환경 센서 정보를 수집 및 제어하여 곤충 사육의 최적의 환경 구성에 목적을 두고 있다. 생육 정보는 곤충의 사육단계 별 무게 정보, 영상 생체정보 등을 수집하여 생육 상태 및 병충해 감염을 확인하여 적절한 사육 상태를 점검하고 병충해에 대한 조기 진단에 목적을 두고 있다. 외부 환경 정보는 사육장 외부 온습도, 조도, 강우량 등을 측정하여 내부 환경 정보와 비교를 통해 적절한 환경 제어에 목적을 두고 있으며 계절별 곤충 사육 분석 및 연간 생산량 분석 등의 곤충 스마트팜 고도화의 중요 자료로 활용된다.

노지재배 수수의 이미지 수집관리 및 전처리에 관한 연구

노시영(Rho Si Young),곽강수(Kwak Kang Su) 한국통신학회 2021 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.6

본 논문은 노지재배 수수의 스마트 농업 개발을 위하여 영상 이미지를 수집하는 과정에서 발생하는 필요 요소 및 이미지 기반 영상처리 전처리 과정에 관한 연구이다. 노지 식량작물의 영상 이미지 수집 및 처리는 상대적으로 안정적인 환경에서 이미지수집이 가능한 시설원예 및 축산 분야와 다르게 비, 바람 및 햇빛 등의 자연환경에 대한 노출이 심하여 스마트 농업 개발을 위한 식물체 이미지 수집관리 및 영상처리가 상대적으로 어려워 정확도가 떨어지고 제한요인으로 작용하게 된다. 본 연구에서는 노지재배 수수에 대한 영상 이미지 수집에 필요한 요소를 기술하고, 수집된 영상에 대한 전처리 과정에 대해 검토한 것이다.

수수 스마트농업 적용을 위한 디지털 생육지표 개발

노시영 ( Si-young Rho ),곽강수 ( Kang-su Kwak ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

농촌지역의 문제점으로 오랫동안 지적되어 온 일손 부족, 생산성 및 품질 향상을 위하여 최근에 스마트팜기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는 가운데, 재배환경 조절이 비교적 쉬운 시설 원예작물에 비하여 자연 환경의 영향을 크게 받는 노지 식량작물에 관한 연구는 상대적으로 뒤떨어져 있는 것이 현 실정이다. 본 연구는 노지 식량작물의 스마트팜 기반 기술 개발을 위하여 수수를 대상으로 생육상황을 정확하게 파악할 수 있는 주요 생육지표들의 이미지 기반 영상정보의 활용 가능성을 판단하고자 수행하였다. 시험포장은 표준구, 다비구, 무비구, 과습구 및 한발구 등 5개의 시험구를 조성하였고, 비료구역과 관수구역으로 구분하여 시비량은 무비구를 제외한 나머지 처리구에 질소-인산-칼리 10-7-8kg/10a을 시용하였으며, 다비구는 표준시비량에 추가로 이식 후 2주와 4주 후에 각각 5kg/10a의 추비를 시용하였다. 관수는 한발구를 제외한 나머지 처리구에서 이식 후 매일 34L의 물을 공급하였으며, 과습구는 매일 50L의 관수, 한발구는 1개월에 한 번 20L를 공급하고 수수의 생육이 경과함에 따라 각 처리구별 생육지표들의 변화양상을 조사, 분석하였다. 수수의 디지털 생육지표 개발을 위해서 농업과학기술 연구조사분석기준에 따라 간장, 초장, 엽령, 경태, 절간장(1~2절간, 2~3절간), 엽색(상위엽, 하위엽) 및 이삭길이 등 9개의 생육 조사항목을 선정하고, 13주 동안 매주 1회 생육조사를 실시하였다. 실험결과, 비료구간에서, 영양생장기에는 ‘간장, 초장, 경태 및 엽색(상위엽)’에서 표준구 대비 무비구와의 생육 차이를 판단할 수 있는 유의미한 특징이 있었으며, 생식생장기에는 ‘초장’이 생육 차이를 확인할 수 있는 중요 지표임을 확인할 수 있었다. 그리고 관수구간의 경우, 영양생장기에는 ‘엽색(상위엽)’에서 표준구 대비 과습구를 판단할 수 있는 유의미한 특징이 있었으며, 생식생장기에는 ‘경태와 엽색(상위엽, 하위엽)’에서 표준구 대비 과습구와, 또한 ‘엽색(상위엽, 하위엽)’에서 표준구 대비 한발구와의 생육차이를 판단할 수 있는 유의미한 특징이 있는 중요 지표임을 확인할 수 있었다. 따라서, 위의 결과에서 수수의 디지털 생육지표 개발을 위한 각 처리구의 표준구 대비 생육차이를 판단할 때 활용할 수 있는 생육지표로는 ‘초장, 경태, 엽색(상위엽, 하위엽) 및 이삭길이’ 등 5가지가 대체로 유효한 것으로 판단되었다.

스마트축산 대가축 ICT 사양관리 장치 수집정보 및 통신 표준화 방안

노시영(Si-Young Rho),이재수(Jae-Su Lee),양평우(Pyoung-Woo Yang),백정현(Jeong-Hyun Baek),이현동(Hyun-Dong Lee) 한국컴퓨터정보학회 2018 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.23 No.9

Smart livestock has been proposed as a solution to increase farmers’ income and new recruitment of livestock farmers. In this paper, a standardization Plan of breeding management device and collected information for smart livestock cattle was proposed. l Sophisticatedly, basic information will be established for all six types of livestock breeding management device: military automatic feeder, calf automatic feeder, smart milk cooler, feed bin to be able to measure feed residue, smart scale, and biometric information collection device. The standardization, common use, and stabilization of major livestock management device and collected information were suggested to solve the problems caused by in existing breeding management device.

한국형 양송이 재배 배지 후발효 시스템의 개발 연구

노시영(Si-Young Rho),곽강수(Kang-Su Kwak),이현동(Hyun-Dong Lee),유병기(Byeong Kee Yu) 한국컴퓨터정보학회 2021 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.26 No.11

이 연구는 한국형 양송이버섯 재배 배지 후발효 시스템의 개발을 통해 양송이버섯 농가의 노동력 절감, 생산 사이클 단축을 통한 농가 소득 증가를 목적으로 두고 있다. 한국형 양송이버섯 재배 배지 후발효 시스템은 국내 양송이버섯 농가의 현실을 반영하여 설계되었으며, 후발효 시스템 내의 발효 배지의 온도 차를 줄여 균일한 품질을 보장하는 양송이버섯 재배 배지를 생산할 수 있다. 또한, 성능 실험 결과 배지 후발효 시스템이 40시간의 작업 시간이 단축되었으며, 양송이버섯 배지에 도움이 되는 호기성 세균 및 방선균은 증가함을 알 수 있었으며, 양송이버섯 품질을 저하시키는 사상균은 살균됨을 확인하였다. In this study, we developed a "Korean-style button mushroom cultivation Compost post-fermentation system." The purpose is to increase farm income by reducing the labor force of button mushrooms farmers and shortening the production cycle. The "Korean-style button mushroom cultivation Compost post-fermentation system" was designed to reflect the reality of domestic button mushroom farmers. By reducing the temperature difference of the fermentation Compost in the fermentation system, the company produces a button mushroom Compost that ensures uniform quality. As a result of the performance experiment, the working time of the Compost post-fermentation system was shortened by 40 hours. The number of aerobic bacteria and actinomyces that help the button mushrooms Compost increased. Filamentous bacteria that deteriorate the quality of mushrooms have been sterilized.

스마트축산 사양관리 장치 표준화 연구

노시영 ( Si Young Rho ),이재수 ( Jae Su Lee ),김국환 ( Gook Hwan Kim ),한길수 ( Kil Su Han ),이현동 ( Hyun Dong Lee ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

스마트축사는 가축의 사육 과정에 IT 기반의 기자재를 사양관리에 이용하여 개체별 관리 또는 군집 관리에 대한 편이성 및 생산성 향상을 위하여 개발된 새로운 개념이다. 통신과 정보관리 기능이 포함된 사양관리 장치에 대한 표준 규격 없이 제조사별 개발된 장치의 호환성 확보가 어렵고, 스마트 축산을 도입한 농가에서 축사규모를 확장할 때 장비의 유지보수가 필요할 때 어려움을 격고 있어 스마트 축산 확대 보급을 위해 사양관리 장치에 대한 표준화의 필요성이 강조되고 있다. 현재 스마트 축산을 도입하고 있는 한우, 낙농, 양돈, 가금 분야에 적용 되고 있는 사양관리 장치에 대한 표준화 제정을 추진하였으며 축종별 공통 규격으로 일반규격, 센서 인터페이스 결선 방식, 사양관리 통신 방식 3종과 대가축(한우, 낙농)의 경우 군사식 자동급이기, 송아지 자동포유기, 스마트 우유 냉각기, 사료잔량이 측정 가능한 사료빈, 스마트 체중계, 생체정보 수집장치 6종, 중가축(양돈)의 경우 자동급이기, 돼지 무게 선별기, 사료잔량이 측정 가능한 사료빈, 스마트 체중계, 영상을 이용한 생체정보 수집장치 5종, 가금류의 경우 가금 음수관리기, 계란 선별기, 파각란 검출기, 사료잔량이 측정 가능한 사료빈, 영상을 이용한 생체정보 수집장치 5종의 사양관리 장치에 대한 산업체 단체 표준 고시를 위한 연구를 수행하였다. 본 연구의 결과를 이용하여 스마트축산 사양관리 장치에 대한 단체표준이 제정되고 국산 사양관리 장치 제조업의 활성화 및 경쟁력 강화를 이룰 수 있으며 축산 농가에서는 사후관리가 용이해져 스마트축산도입을 촉진하는 계기가 될 것으로 판단된다.

주면피폭선량 평가코드(INDAC)의 검증을 위한 월성원전 주면 삼중수소 농도 실측치와 예측치의 비교 평가

장시영,김창규,노병환,Jang, Si-Young,Kim, Chang-Kyu,Rho, Byung-Hwan 대한방사선방어학회 2000 방사선방어학회지 Vol.25 No.2

월성원전 주변에서 실측된 공기중 및 솔잎중 삼중수소 농도와 INDAC 코드 예측치의 비교 평가를 수행하였다. 또한, 방사성물질의 환경중 방출유형, 풍속분류, 지형 고려 유무 등에 따른 삼중수소 예측치의 변화를 측정치와 비교 평가함으로써, 규제실무에 적용할 수 있는 최적 기상자료 입력방안을 도출하였다 공기중 및 솔잎중 삼중수소 농도와 INDAC 코드 예측치의 비교평가 결과, 월성원전 주변 삼중수소 농도 예측치는 측정값의 불착실성, 지현의 복잡성, 해륙풍의 영향 등의 제한점에도 불구하고 규제검증에 필요한 정도의 보수성을 유지하면서도 삼중수소의 거동을 잘 모사함을 확인할 수 있었다. 또한, INDAC 코드에 적용된 솔잎중 삼중수소 농도의 평가방법론 즉, 대기내 수분중의 삼중수소 농도의 절반이 식물체내에 골고루 분포되어 있다고 가정하는 것은 규제 검증에 필요한 보수성을 확보하고 있음을 알 수 있었다. 최적 기상자료 입력방안의 도출을 위한 민감도 분석 결과, 혼합방출 및 지형을 고려하지 않는 경우에는 실측치 대비 과소 평가되는 부분이 있어 규제실무에 적용하기에는 적합하지 않은 것으로 나타났다. 따라서, 혼합방출을 고려하는 경우에는 58m 기상자료와 지형자료에 근거하여 대기확산인자를 평가하여야 하는 것으로 나타났다. The predicted results of INDAC code were compared with measured $^3H$ concentrations in air and pine-needle around the Wolsung site. The optimal sets of input data to INDAC were in addition selected by comparing the measured values with the predicted values of INDAC based on various conditions such as the release modes of effluents into the environment, the classification of wind classes, and the consideration of terrain. The predicted $^3H$ concentrations in air and pine-needle were shown to have good agreement with measured values, although there are some limitations such as uncertainties in measured values, complex topology around the site, and the land-sea breeze effects. The assumption on the $^3H$ behavior in vegetables or plants that the ratio of $^3H$ concentration in plant water to $^3H$ concentration in atmospheric water is 1/2 was shown to be conservative in terms of the audit calculation performed by the regulator. It was also found that data sets based on mixed mode and no terrain data were not appropriate for the audit calculation ensuring the compliance with regulations. Thus, if the mixed mode is considered as the release mode of effluents into the environment, meteorological data measured at 58 m height and terrain data should be used to evaluate the atmospheric dispersion factor.

곤충 스마트팜 사육농가 실태조사

곽강수(Kang-Su Kwak),노시영(Si-Young Rho),원진호(Jin-Ho Won),김태현(Tae-Hyun Kim),백정현(Jeong-Hyun Baek),이상규(Sang-Gyu Lee),이재수(Jae-Su Lee),석영식(Young-Seek Seok),최인찬(In-Chan Choi) 한국컴퓨터정보학회 2020 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2