열화상 카메라를 통한 가축의 자동 건강진단 시스템
현대의 축산업은 더욱 많은 기계 설비가 도입되어 점차 공장을 닮아가는 추세이다. 또한 농부들이 컴퓨터를 사용하여 일하는 시간과 비중도 점차 증가하고 있다. 이러한 환경에서 자동 모니터링 시스템은 가축 및 축산 제품의 품질과 균일성을 확보하기 위하여 필수적인 장치가 되고 있다. 스웨덴 린셰핑에 있는 아그리캄은 FLIR 열화상 카메라를 사용하여 가축을 자동으로 모니터링하는 시스템을 개발하였다.
아그리캄의 설립자인 엘리노르 에이네렌씨는 “현재 젖소 사육에서 가장 큰 문제는 유선염”이라고 말한다.
유선염은 암소의 유선에 염증이 계속되는 질병. 심하면 사망에 이를 수도 있지만, 젖소에게는 가장 흔한 병이다. 그러나 초기에 발견하면 쉽게 치료할 수 있다. 보통 이 병에 걸린 젖소는 더 자주 젖을 짜 박테리아가 번식할 여유를 주지 않도록 해야 한다. 이렇게 하면 젖소의 자연적인 저항력으로 병이 심해지기 전에 회복될 수 있다.
사람이 수작업으로 착유하면 유선염을 비교적 쉽게 발견할 수 있다. 이 질병에 의하여 젖소의 유방에 염증이 생기면 혈류가 증가하여 유방의 온도가 높아지게 되므로 사람이 쉽게 알게 된다. 대부분의 농부들은 이런 증세를 빨리 발견할 수 있는 경험을 가지고 있다. 그러나 최근 자동 착유기가 보급되면서 사람이 직접 젖을 짜는 일이 크게 감소되었다.
폐기되는 우유
자동착유기를 사용하면 농부들이 유선의 온도가 높아진 것을 감지할 수 없으므로 유선염이 진행되는 것을 발견하지 못한다. 이것은 낙농업계에 큰 문제가 되고 있다. 유선염에 걸린 젖소는 큰 고통을 받으며 조기에 항생제 치료를 받아야 한다. 치료에는 수의사의 왕진 치료 이외에도 많은 부담이 따른다. 유럽의 엄격한 법규에 의하면 젖소에 투여된 항생제 성분이 체내에서 완전히 배출될 때까지 짜낸 젖을 모두 버려야 한다.
약간의 차이는 있겠지만 유선염에 의한 유럽 낙농업계의 연간 피해액은 수천 만 유로에 이른다. 이 금액을 개별 축산농가로 나누면 한 농가가 매년 대략 3000만원 내지 9000만원 정도의 피해를 입는다. 이것은 결코 작은 금액이 아니다. 이를 방지하기 위하여 아그리캄은 열화상 기술을 바탕으로 하는 자동 유선염 진단 시스템을 개발하게 됐다.
염증 탐지 도구
세계의 많은 수의사들은 가축의 염증을 진단하기 위해 휴대형 열화상 카메라를 사용하고 있다. 말과 개·고양이 등 모든 가축의 염증은 물론 각종 질병을 진단하는데 열화상이 전문적인 진단 도구로써 보급되고 있다. 그러나 이 같은 휴대형 열화상 카메라는 수의사가 직접 열화상을 측정하고 그 이미지를 판독 분석하지 않으면 안 된다. 지금까지는 이 분석을 자동적으로 수행할 수 있는 시스템이 없었기 때문이다.
이 문제를 해결하기 위해 아그리캄을 설립한 에이네렌이 CaDDi라는 이름의 자동 진단 시스템을 개발했다. 에이네렌은 린셰핑에 있는 FLIR 대리점과 협력하여 이와 같은 자동 진단 시스템의 개발 가능성을 시험했다. 먼저 FLIR P660 열화상 카메라로 젖소의 유선을 측정한 후 스웨덴 국립수의학회의 전문가들과 공동으로 열화상에서 유선염을 진단할 수 있는지 여부를 시험한 것.
이어서 에이네랜은 자동으로 분석하고진단할 수 있는 시스템을 개발했다. 그러나 이 작업은 그리 쉽지 않았다. 열화상에 높은 온도로 측정되는 부위가 모두 염증이 있는 것은 아니었으며, 가축의 체온 역시 계속 변화했고, 가축 별로 체온의 패턴에 미묘한 차이가 있었기 때문이다. 따라서 오진을 방지하기 위해서는 높은 수준의 분석이 필요하며 이 부분의 기술은 FLIR 대리점으로부터 지원을 받을 수 있었다.
가축의 염증을 자동으로 정확하게 진단하려면 개별 가축의 체온을 고려해야 하므로 어려운 문제였다. 하지만 이 지역 FLIR 대리점은 린세핑 가까운 곳에 있는 낙농가의 자동착유기 옆에 두 대의 FLIR A310 열화상 카메라를 설치하여 이를 시도했다. A310 열화상 카메라는 50mK 이하의 열감도와 320×240 픽셀의 분해능으로 자동 진단에 필요한 세부적인 이미지 및 열적 데이터를 제공해줄 수 있는 장비이다.
이 두 대의 FLIR A310 열화상 카메라로 6개월동안 젖소의 유선을 측정하고 그 열화상을 기록한 그들은 자동 착유기에 포함되어있는 RFID(무선인식장치) 목걸이를 이용하여 각 젖소별로 열화상 데이터베이스를 작성했다. 자동진단 소프트웨어는 이 데이터베이스를 통하여 각 젖소의 정상적인 온도 패턴을 파악하고 매회 측정되는 열화상을 이전의 열화상과 비교하여 유선염을 알려주는 체온 상승을 감지할 수 있게 됐다.
다른 건강 문제도 진단 가능
지역 대리점의 사장인 셰크비스트는 현재 개발된 이 시스템을 다른 질병과 건강상의 문제를 진단할 수 있도록 더욱 확장할 계획이다. 그는 “이 기술은 다양한 건강상의 문제점을 조기에 진단할 수 있다”며, “이 시스템으로 진단할 수 있는 것은 다른 유형의 염증, 신경 손상, 골격 상의 문제 또는 부상 등으로 가축이 증세를 보이기 전에 미리 찾아낼 수 있다”고 말했다.
에이레넨 역시 여기에 동의하고 있다. 그는 “현재 우리가 판매하고 있는 CaDDi 시스템은 유선염 진단용이지만 앞으로 다른 가축에 대해서도 각종 질병과 건강 문제를 진단할 수 있는 모듈을 개발·판매할 계획”이라며, “이를 위하여 현재 스웨덴 국립수의학회와 공동으로 시스템의 진단 정확도에 대한 검증 시험을 실시하고 있다”고 밝혔다.
자료작성 |플리어시스템코리아 자료제공 |MDS테크놀로지
