AI로 육상 양식장 질병 선제 차단…넙치 생존율 22%p 향상

AI 예측과 자동 수처리 결합한 유수식 스마트양식 기술 실증 완료
Nature Portfolio 저널 등재로 K-스마트양식 해외 진출 기대

▲AI 기반 육상 유수식 양식장 통합 시스템 개념도 (해양수산부)

기후변화로 인한 고수온과 집중호우로 반복되는 양식장 피해를 줄이기 위해 인공지능(AI)을 활용해 병원체 발생을 사전에 예측하고 수질을 자동으로 조절하는 기술이 상용화를 앞두고 있다.

유수식 스마트양식 핵심 기술을 개발하고 현장 실증을 마쳤다.

해양수산부는 전남대학교 김태호 교수 연구팀이 주관해 2022년부터 추진해 온 유수식 스마트양식 시스템 개발 연구개발(R&D)을 통해 핵심 기술을 개발하고 현장 실증을 마쳤다고 25일 밝혔다.

그동안 육상 유수식 양식장은 외부 해수를 직접 유입하는 구조로 수온 상승과 강우에 따른 탁도 증가가 반복되면서 비브리오균 등 세균성 병원체 발생 위험에 상시 노출됐다.

연구팀은 전남과 제주 지역 넙치 양식장에서 2년간 축적한 수온 강수량 풍속 탁도 등 장기 기후·환경 데이터를 활용해 병원체 증식 가능성을 사전에 예측하는 AI 기반 분석 모델을 구축했다. 다변량 회귀와 AI 분석을 결합해 병원체 위험도를 예측하고 양식장이 선제적으로 대응할 수 있도록 한 것이 특징이다.

여기에 총 부유물질(TSS) 제거를 중심으로 1·2차 여과와 자외선 살균을 결합한 모듈형 수처리 시스템을 개발해 병원체 제거와 수질 개선을 동시에 수행하도록 했다. 이 시스템은 양식장 환경과 병원체 특성에 따라 유연하게 확장·적용할 수 있도록 설계됐다.

전남 해남의 육상 양식장을 시험장으로 삼아 지난해 6월 9일부터 11월 22일까지 166일간 실증한 결과 시스템 적용 양식장에서는 넙치 생존율이 85.1%로 재래식 유수식 양식장을 적용한 대조구의 63.0%보다 22.1%포인트(p) 높게 나타났다. 개체당 무게 증가량도 실험구가 897g으로 대조구 828g 대비 8.3% 개선돼 성장 속도 역시 뚜렷한 차이를 보였다.

또한, 병원체 발생 억제와 수질 안정화 효과로 에너지 사용량이 약 20% 절감되면서 운영비 부담을 낮추는 효과도 확인됐다. 이를 통해 생산성 향상과 함께 안정적인 공급이 가능해져 소비자에게 보다 합리적인 가격으로 넙치를 공급할 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 기술적 혁신성과 실증 성과를 인정받아 Nature Portfolio 저널의 npj Clean Water에 게재됐다. 해수부는 이를 계기로 K-스마트양식 기술의 산업화와 해외 진출 가능성도 한층 커질 것으로 보고 있다.

올해 해수부와 연구진은 해당 시스템의 일반 양식어가 확대 적용과 산업화 기반 마련을 위해 협력을 강화할 계획이다. 기술 개발에 참여한 한국해양수산엔지니어링은 본 기술을 적용한 시제품을 개발해 양식 현장 보급을 추진하고 해수부는 친환경양식어업사업을 통해 국비 50%를 지원할 예정이다.

박승준 해수부 어촌양식정책관은 "이번 연구는 기후변화에 대응하는 스마트양식 전환의 중요한 변곡점"이라며 "신기술의 현장 적용 확대와 산업화를 통해 양식 산업 경쟁력을 지속해서 높이겠다"고 밝혔다.