4차 산업혁명 기술을 이용한 첨단 ‘스마트 양식장’ 기술이 국내에서 첫 선을 보였다.

국립수산과학원은 최근 경남 하동의 한 숭어양식장에서 스마트 양식장 운영기술 시연회를 성공적으로 개최했다고 밝혔다.

행사에 참여한 수산 관련기관과 자문단 등 양식업계 관계자들은 스마트 양식장 운영기술을 직접 체험하는 시간을 통해 미래의 양식장을 미리 경험하는 기회를 가졌다.

4차 산업혁명 기술을 양식에 접목시킨 스마트 양식장

‘스마트 양식장’이란 4차 산업혁명 기술을 양식장에 접목시킨 시스템을 가리킨다. 자동화와 지능화를 기반으로 하고 있어 생산 효율을 극대화할 수 있고, 친환경적 운영도 가능하다.

지난 2016년부터 해상 양식장에 스마트 양식기술을 접목하기 위해 갖은 노력을 다한 수산과학원은 3년간의 연구 끝에 국내에서는 처음으로 초기 모델을 만드는 데 성공했다.

이는 첨단기술의 융․복합을 통해 노동집약적 성격이 강한 양식산업을 기술집약 및 자본집약적 지식산업으로 재편한 첫 번째 사례라 할 수 있다.

스마트 양식에 대해 전 세계가 관심을 갖는 이유는 급증하는 수산물 소비량에 비해 공급량이 따라가지를 못하기 때문이다. 특히 기후변화로 인한 생산성 하락은 공급량의 절대 부족을 야기하고, 이는 다시 수산물의 가격 상승을 불러오는 악순환을 일으키고 있다.

스마트양식은 장소에 대한 제약을 거의 받지 않고, 기후변화 대응이 용이하기에 공급량 조절이 가능하다.

장소에 제약을 받지 않는 대표적 사례로는 국내 최초로 충북 괴산군에 조성되는 내수면 스마트 양식장을 꼽을 수 있다. 바다가 없는 괴산군이 내수면 양식과 해수면 양식을 융합한 양식방법으로 부가가치가 높은 어종을 개발하는 전략을 수립한 것.

이는 획기적인 역발상 사업이라는 것이 전문가들의 의견이다. 내륙인 괴산 지역에서 해양 어종인 바다송어를 치어 시기부터 양식하여 성어가 되기까지의 전 과정을 관리하는 시도가 상식과는 거리가 멀기 때문이다. 이로써 괴산군은 내륙 지역임에도 불구하고 해양 강군(强郡)으로서의 블루오션 시장을 개척해 나간다는 계획이다.

괴산군 관계자는 “스마트 양식장을 통해 내수면과 해수면 양식을 융합해 부가가치가 높은 어종을 개발 중”이라며 “지역특화 품목으로 ‘바다송어’를 양식하고 관련 시장을 개척해 농가소득향상에 도움을 줄 계획”이라고 말했다.

4만㎡의 부지에 2만 3000㎡규모로 조성되는 스마트 양식장에는 물리화학적 수처리는 물론 생물학적 수처리방법을 이용한 순환여과시스템을 도입할 예정이다. 또한 용존산소용해기와 살균장치, 그리고 pH 조절을 위한 안정조 및 공기·수온 제어장치 등 스마트 양식에 필요한 다양한 자동화 설비를 갖추게 된다.

스마트 양식장의 마지막 단계는 자율 운전

국립수산과학원이 계획하는 스마트 양식장의 발전 과정은 크게 4단계다. 원격제어를 시작으로 복합･자동제어와 지능화 단계로 발전한 다음 마지막에는 모든 작업이 자율적으로 이루어지는 자율경영 단계다.

1단계인 원격제어 단계에서는 사물인터넷(IoT)에 기반한 수온과 염분, pH 등의 수질환경을 실시간으로 모니터링하고 이를 원격으로 제어하는 시스템을 구축한다.

2단계인 복합･자동제어는 데이터에 기반한 복합 수질환경 모니터링 및 자동제어 시스템 구축하는 단계다.

이어서 3단계인 지능화 단계에서는 빅데이터 및 인공지능(AI)에 기반하여 최적의 생육환경을 자동으로 구현하는 지능형 양식 시스템을 구축한다.

마지막으로 4단계는 디지털트윈(digital twin)에 기반한 시장수요 예측 및 생산량 자율조절 등 최적의 양식경영 시스템을 자율적으로 구축하는 것이다. 디지털트윈이란 가상 시뮬레이션을 통해 현장실험을 최소화하고, 그 정확성을 담보하는 기술을 가리킨다.

이 같은 스마트 양식장의 발전단계에 대해 해양수산부 관계자는 “스마트 양식장 운영기술이 더 발전하게 되면 귀어인구 증가와 청년인력 유입으로 어촌의 고령화·인력수급 문제를 해결할 수 있을 것”이라고 기대하며 “정부도 스마트 양식장 활성화가 청년들의 신규 일자리 창출로 이어질 수 있도록 최선을 다해 지원할 예정”이라고 밝혔다.

다음은 스마트 양식장 운영과 관련하여 현장 실무를 담당하고 있는 국립수산과학원 전략양식부의 이동길 연구사와 나눈 일문일답이다

- 시연회 결과가 성공적으로 끝났다고 하는데, 핵심적인 시연과정은 무엇이었나?

핵심 시연은 크게 4가지였다. △어류의 먹이행동 데이터를 기반으로 사육환경에 따라 적정사료를 공급하는 기술 △수중영상을 통해 어류의 크기와 무게를 추정하는 기술 △물속 산소가 부족할 때 용존산소를 자동으로 공급·조절하는 기술 △수산재해에 대비하여 양식장을 관리하고 운용하는 기술 등이다.

- 스마트 양식장의 장점을 한마디로 정의한다면?

스마트 양식장의 장점은 멀리 떨어진 육지에서도 스마트폰 하나로 양식장의 각종 시설을 운용할 수 있다는 점이다. 또한 무인 소형잠수정 및 수중카메라를 통해 물속 어류의 상태도 실시간으로 확인할 수 있다.

- 스마트 양식장의 기대효과에 대해 간략히 언급해 달라

스마트 양식장 운영이 활성화되면 인건비나 사료비 등 경비 절감을 통해 경제적 효율성을 크게 높일 수 있고, 양식업 종사자의 고령화 및 인력수급 문제도 완화된다. 특히 인공지능을 활용한 첨단 양식기술을 적용하여 적정량의 먹이를 제때 공급함으로써 사료비 절감과 함께 바다환경 오염도 줄일 수 있다.