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Start Up Innovation / Science
돼지의 체중, 촬영 영상으로 순식간에 측정
AI 추정치, 오차 4.5% 이내

-- 이토추사료와 NTT계열사 공동개발 --
이토추사료(伊藤忠飼料, 도쿄)와 NTT테크노크로스(TechnoCross, 도쿄)가 촬영 영상을 통해 돼지의 체중을 순식간에 측정하는 기술을 개발했다. 촬영 후 약 3초 만에 AI가 수치를 추정, 오차도 4.5% 이내로 낮다. 현재 양돈농가에서는 한 마리씩 체중계로 체중을 측정하고 있다. 상당히 힘든 중노동인 이 작업을 디지털화한 것이다. 데이터가 축적될수록 측정 정밀도가 높아져 농가의 부담 경감으로 이어질 것이다.

‘디지털메칸(目勘)’은 돼지의 3D 데\이터를 촬영할 수 있는 약 837g의 소형 단말기에 AI를 활용한 체중측정 소프트웨어가 탑재된 것이다.

모니터에 표시된 틀 안에 돼지의 몸 전체를 넣어 촬영 버튼을 누르면 2.8초 만에 현재의 체중 측정치가 계산된다. 숙련된 농가의 눈대중에 필적하는 수준의 정밀도로, 경험이 없는 작업자라도 체중을 관리할 수 있게 된다. 체중 추정 능력을 높이는 도구로서도 유효하다.

단말기에는 물체의 깊이에 대한 데이터도 파악할 수 있는 ‘뎁스카메라(Depth Camera)’가 탑재되어 있다. 이 카메라로 돼지를 촬영하면 등 모양의 특징을 3D 데이터로서 얻을 수 있다.

-- 농가의 부담 경감 --
사전에 돼지의 체중 데이터를 대량으로 학습한 AI가 등 모양을 분석, 과거의 데이터를 참고하면서 전체 체중을 추정한다. 개체를 특정하고 벽 등 배경을 식별할 수 있기 때문에 돼지가 밀집해있어도 간단히 데이터를 수집할 수 있다.

이 기술은 NTT그룹이 보유한 AI기술 ‘코레보(corevo)’를 베이스로 NTT테크노크로스가 개발했다. 디지털메칸을 뒷받침하는 영상인식 기술과 데이터 추정이론은 현재 특허 출원 중이다.

양돈 농가에서 체중을 측정하는 것이 왜 중요할까? 돼지고기를 ‘최상’, ‘상’, ‘중’ 등으로 등급을 나눌 때 육질과 지방 두께뿐만 아니라 ‘도체중량(屠體重量)’도 판단 기준 중 하나로, 이는 소와는 다른 돼지만의 특징이다. 도체중량이 너무 크거나 너무 적어도 품질이 낮아지기 때문에 돼지고기 가격을 좌우한다. 체중 관리는 양돈 농가의 수익과 직결된다.

물론 돼지용 체중계는 보급되어 있다. 하지만 저항하는 돼지를 체중계에 올라가도록 하는 작업은 성인 남성 2명은 필요한 중노동이다. 인력부족에 고민하는 농가에게는 큰 부담으로 작용할 수 밖에 없다. 체중계에 무리하게 올라가게 하면 돼지가 스트레스를 받아 식사량이 감소하는 등 사육에 있어서 어려운 과제이기도 하다.

양돈만의 어려움도 있다. 예를 들어 소는 1마리씩 태그를 붙여 개체를 식별해 관리할 수 있다. 반면, 돼지는 개체를 식별하지 않고 약 30마리를 1그룹으로 묶어 관리하는 ‘무리 관리’가 일반적이다.

농가 1곳 당 사육 마리 수가 소보다 많은 돼지의 평균 출하 수는 월 660마리에 달한다. 돼지는 한번에 14마리를 낳기도 하는 다산 동물로, 출산 후 출하 가능하기까지 성장 시간은 약 반년으로 짧다. ‘많은 마리 수’와 ‘짧은 성장 기간’이기 때문에 개체가 아닌 무리로 관리하지 않으면 농장 운영이 불가능하다.

농가에 사료를 납품하고 있는 이토추사료가 거래처인 돼지농가들의 이러한 고민에 주목한 것을 계기로 2017년 4월에 프로젝트가 시작되었다. 하지만 곧 개발이 좌절될 정도의 위기에 직면하게 되었다.

-- 하드웨어에서 출발 --
처음에는 ‘안드로이드’용 스마트폰 앱으로서의 공개를 상정. 2018년 4월의 출시를 향해 개발은 순조롭게 추진되었다. 구글의 공간인식기술 ‘탱고(Tango)’를 도입할 예정이었지만 구글이 2018년 3월에 탱고에 대한 지원을 종료한다고 발표. 탱고를 대체할 수 있는 카메라 성능을 가진 스마트폰도 찾아봤지만 찾지 못했다.

프로젝트가 중지될 위기였지만 개발팀은 ‘없으면 만들면 된다’는 마음으로 시스템을 가동시킬 수 있는 하드웨어 제작에 도전했다.

부품 찾기부터 카메라 각도에 이르기까지 어느 하나 쉬운 것은 없었다. 개발팀은 농가의 염원에 힘입어 약 1년 반 만에 상품화에 성공, 10월 9일에 발매했다. 험난한 개발 과정을 거친 이 집념의 측정시스템은 세계적으로도 제품화된 사례가 없다고 한다.

본체 가격은 소비세 별도로 51만 8천엔으로, 소프트 이용료는 1대당 월 15,000엔. 충전지 1개로 약 2시간 동안 가동된다. 카메라 렌즈 면을 지면과 수평으로 맞추지 않으면 안 되는 등 조작에 요령이 필요하지만 여성도 쉽게 다룰 수 있다.

개발에서의 고생한 흔적을 ‘디지털메칸’이라는 로고 속의 ‘메칸(目勘; 육안에 의한 추측’이라는 뜻에서 찾을 수 있다. ‘디지털메칸’은 본래 소에 대한 응용도 염두에 두고 개발되었다. 하지만 소의 키가 너무 커 개발한 기기로는 촬영이 어려웠다. 돼지와 비교해 체중 관리가 그다지 엄격하게 요구되지 않는다는 점도 고려해 돼지만을 대상으로 한 시스템으로서 발매되었다.

‘디지털메칸’의 이용자가 늘어 실적 데이터를 축적할 수 있게 된다면 AI의 특성 상 추정 정밀도는 더욱 향상될 것이다. 개발팀은 “우선 이용자를 확대하고 그 데이터를 AI에게 학습시키면서 시스템을 더욱 진화시켜 나가고 싶다”(이토추사료의 후쿠나가(福永) 정보시스템개발팀장)라고 한다. 디지털메칸은 양돈 업계의 생산성 향상을 촉진하는 커다란 한걸음이 될 것으로 기대된다.

 -- 끝 --