JP2022516138A - 昆虫の飼育制御装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は昆虫を飼育する技術に関し、飼育制御装置は、飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合を貯蔵するデータベースと、飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知する複数のセンサーと、飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された予想需要量、出荷時期及び感知された昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、センサーを通じて感知された環境因子及び算出された成長速度を考慮してデータベースから環境因子の組合を読み取る処理部と、処理部から読み取られた環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより飼育場内の飼料昆虫の成長を制御する制御部とを含む。
Description
本発明を飼育場内で多様な環境条件を人工的に調節して昆虫を飼育する技術に関し、特に、センサー及び制御手段と結合されたモノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ：ＩｏＴ）基盤の飼育場内で昆虫の生育状態をモニタリングして飼育を促進するように環境条件を調節することにより昆虫の飼育を制御する装置、方法及びその方法を記録した記録媒体に関する。
２０１２年イタリアローマの国際連合食糧農業機関（ＦＡＯ）本部で開催された食糧安全保障諮問会議で世界食糧安全保障を達成するための戦略の一つとして、昆虫の食品及び飼料利用の潜在的長所に対する内容が公表された。食品の生産において飼料に対して昆虫が非常に効率的であるという点が強調された。例えば、昆虫の場合、飼料２ｋｇで１ｋｇの昆虫食品を作ることができるが、家畜の場合、８ｋｇの飼料を与える場合１ｋｇの肉食品を収穫することができるという効率の差が存在した。
また、農林畜産食品部及び農村振興庁資料によれば、昆虫産業に関する世界市場規模は２０２０年３８兆に予想され、２００７年より実に３４５％増加した規模に対応する。特に、韓国国内市場規模のＣＡＧＲ（ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｎｎｕａｌ ｇｒｏｗｔｈ ｒａｔｅ）は２６．５％で、他事業に比べて超高成長産業であることが分かる。このように、飼料昆虫製品に対する伴侶動物市場乃至愛玩動物用市場で品質と栄養価が高くて、安定した製品に対する要求が日々に増加しており、売上げ規模も急増している趨勢である。
しかしながら、飼育農家などに飼料昆虫に対する標準化された飼育マニュアルが不足し、かびなどの天敵に無防備で露出される場合、一度に斃死されるなどの事故に対応することができる技術などが不十分で十分な供給が困難である実状である。
一方、モノのインターネット技術は単純にモノをネットワークで連結するという技術的意味にとどまらず、人とモノとの間の意思疎通を可能にすることにより、我々の生活に根本的に異なる変化をもたらすことができる技術である。伝統的昆虫飼育技術が各昆虫飼育農家の感覚を通じた間歇的状況感知、個人的知識水準による状況判断、及び時間的／空間的制約による遅延された状況対処を宿命のように受け入れたが、これはモノのインターネット技術の役割によって従来の技術的限界が相当部分解消されることができることと期待される。
本発明が解決しようとする技術的課題は、伝統的な農業分野とモノのインターネットとの結合を通じて提示されたスマートファーム（ｓｍａｒｔ ｆａｒｍ）技術が相変らず具現においては植物工場のモニタリング乃至単純な生育制御水準にとどまっているという限界を乗り越え、飼育場内で飼育される飼料用昆虫製品の管理が農夫の経験と直観に依頼しているという問題を解消することを目的とする。
前記技術的課題を解決するために、本発明の一実施例による飼育制御装置は、飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合を貯蔵するデータベースと、前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知する複数のセンサーと、前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取る処理部と、前記処理部から読み取られた環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御する制御部と、を含む。
一実施例による飼育制御装置で、前記センサーは、前記飼育場内の昆虫の生育に関与する温度、照度、湿度及び空気質の中の少なくとも一つの環境因子を感知する環境センサーと、前記昆虫の種類、大きさ、色、動き及び個体数の中の少なくとも一つの生育状態を感知する生育センサーとを含むことができる。
一実施例による飼育制御装置で、前記処理部は、前記センサーを通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別し、前記天敵を抑制することができる制御命令を前記制御部に伝達することができる。ここで、前記データベースは、前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を予め貯蔵し、前記処理部は、識別された前記天敵を前記データベースに質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成することができる。さらに、前記天敵が識別された場合、前記処理部は、管理者に前記天敵の露出または増殖に関する状況をリアルタイムで通知することができる。
一実施例による飼育制御装置で、前記処理部は、前記センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定し、特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより、前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別し、識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出することができる。また、特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、前記処理部は、前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別することができる。さらに、計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、前記処理部は、昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知することができる。
一実施例による飼育制御装置で、前記処理部は、入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出し、入力された前記出荷時期までの残余期日を算出し、前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出することができる。
一実施例による飼育制御装置で、前記処理部は、算出された前記成長速度を考慮して、前記センサーを通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させ、前記データベースを検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取ることができる。
一実施例による飼育制御装置で、前記データベースは、ロースティング乾燥を通じた飼料加工後に目標として設定された残存栄養素が極大化されるように、前記飼料昆虫を成長させるために実験的に設定された環境因子の組合を貯蔵することができる。
前記技術的課題を解決するために、本発明の一実施例による飼育制御方法は、飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合をデータベースに貯蔵するステップと、複数のセンサーを利用して前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知するステップと、前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取るステップと、読み取られた前記環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御するステップとを含む。
一実施例による飼育制御方法は、前記センサーを通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別するステップと、前記天敵を抑制することができる制御命令を前記飼育場に伝達するステップとをさらに含むことができる。また、一実施例による飼育制御方法は、前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を前記データベースに予め貯蔵するステップをさらに含み、前記制御命令を前記飼育場に伝達するステップは、識別された前記天敵を前記データベースに質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成することができる。
一実施例による飼育制御方法は、前記環境因子の組合を読み取るステップは、前記センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定するステップと、特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別するステップと、識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出するステップとをさらに含むことができる。また、特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、前記昆虫または天敵を識別するステップは、前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別することができる。
一実施例による飼育制御方法は、計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知するステップをさらに含むことができる。
一実施例による飼育制御方法は、前記環境因子の組合を読み取るステップは、入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出するステップと、入力された前記出荷時期までの残余期日を算出するステップと、前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出するステップとを含むことができる。
一実施例による飼育制御方法は、前記環境因子の組合を読み取るステップは、算出された前記成長速度を考慮して、前記センサーを通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させ、前記データベースを検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取ることができる。
一方、以下では、前記記載された飼育制御方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
本発明の実施例は、昆虫飼育自体を促進するための環境因子の考慮だけでなく、飼料昆虫の需給を考慮して昆虫の生育速度を調節することにより昆虫産業の競争力を強化し、飼料加工後の栄養学的観点を考慮して生育に必要な環境因子を制御することにより高品質の飼料昆虫を供給することができ、飼育場に備えられた多様なセンサーと映像識別技術を通じて昆虫乃至天敵の活動をモニタリングし、自動化されたリアルタイム制御を行うことにより、昆虫生育状態の早期予測及び措置が可能である。
以下、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明する。ただ、下記の説明及び添付された図面で本発明の要旨を曖昧にする虞のある公知機能または構成に対する詳細な説明は省略する。また、明細書全体において、ある構成要素を「含む」とは、特に反対される記載がない限り他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
本発明で用いた用語はただ特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に違うように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「備える」などの用語は実施された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたのが存在することを指定しようとするのであって、一つまたはその以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除しないことと理解すべきである。
特に違うように定義されない限り、技術的または科学的用語を含んでここで用いられる全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されることと同じ意味である。一般的に用いられる辞典に定義されているような用語は関連技術の文脈上有する意味と一致する意味に解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されてはならない。
前述したように、飼料用昆虫の需要供給による安定的需給が昆虫市場規模を決める最も重要なイシューとなっている。特に、韓国国内市場の場合、数年間、昆虫飼料の需給に対する問題が最も難しい問題と提起された。問題の解決キーは、第一、飼育農家の供給を十分受け入れることができる昆虫飼料食品企業の規模が成長すべきであること、第二、標準化された飼育マニュアルを通じて一貫性のある昆虫飼料飼育が行われるべきであるということである。
一方、ＩｏＴ基盤の普及型コンテナ飼育施設は、双方間のコミュニティが可能で、リアルタイム飼育技術の伝授が可能であり、飼育農家の安定的な売上げにも一助することと期待される。また、安全な昆虫飼育技術で飼育農家の生産者実名制が可能で、これを製品化して流通する過程で消費者の満足度が大きく高くなることと判断される。このようなＩｏＴ基盤の普及型コンテナ飼育施設は内部の多様な環境／制御要素がセンサーとＩｏＴ技術で連結されて取得された全ての情報がネットワークを通じて伝達されることができ、飼育環境（餌やり乃至温度及び湿度などの環境調節など）が自動化されて人件費などの飼育費用が大きく節減され、最適化された飼育環境の提供を通じて飼育期間を短縮しながらも昆虫の成長発育を極大化しようとした。
図１は本発明の実施例が具現される飼育場と飼育対象である飼料用昆虫を例示した図面で、図示された飼育場内で飼料昆虫を成長させる。
ＩｏＴ基盤のスマート昆虫飼育技術は、各種センサーを通じて連続的で科学的に状況を感知し、予め構築された昆虫飼育に関する各種知識データベースに基づいて専門的で自動化された状況判断が可能であり、時間的／空間的制約を越える適時状況対応ができるようにすることができる。特に、ＩｏＴ基盤の状態モニタリングと状態診断技術の接木は疾病及び昆虫生育状態の早期予測及び措置が可能であるだけでなく、昆虫状態管理を通じた高品質、高付加価値昆虫生産が可能で、昆虫産業の競争力の強化及び昆虫飼育業のパラダイムを変化させることができる画期的な試みとしてその必要性が認められている。
図２は本発明の一実施例による昆虫の飼育制御装置を示したブロック図で、大きく、飼育制御装置のＳ／Ｗモジュール１０とＨ／Ｗモジュール２０で構成されることができるが、これに限定されず、具現上の必要によって多様な方式で具現されることができる。
飼育制御装置のＳ／Ｗモジュール１０は、昆虫生育に関する多様な情報を貯蔵するデータベース１１、生育情報乃至測定値が入力される入力部１３及び飼育場の状態モニタリングと制御命令を生成する処理部１５で構成されることができる。飼育制御装置のＨ／Ｗモジュール２０は、飼育場の多様な環境要因と生育状態を感知してそれに対する測定値を取得する複数のセンサー２１、処理部１５の制御命令によって飼育場に対する環境因子を調節する制御部２３で構成されることができる。より具体的に、それぞれの構成要素を説明すれば次の通りである。
データベース１１は、飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合を貯蔵する。特に、本発明の実施例で前記データベース１１は、ロースティング乾燥を通じた飼料加工後に目標として設定された残存栄養素が極大化されるように、前記飼料昆虫を成長させるために実験的に設定された環境因子の組合を貯蔵することが好ましい。昆虫の成長目標として単純に成長速度を促進したり大きさを大きくするのではなく、「飼料昆虫」であるという点を考慮して飼料加工時に最終産出物である飼料の品質を向上させるための成長の方向を設定しなければならない。洗浄、乾燥、ロースティング、及び粉砕などの一連の過程を通じて飼料に加工される原材料である飼料昆虫で強化されるべき栄養成分を中心に成長のための環境因子の組合を導出することができ、このような組合を予めデータベース１１内に貯蔵して以後の飼育場制御に活用することができる。
複数のセンサー２１は、前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知する構成である。このようなセンサー２１は、前記飼育場内の昆虫の生育に関与する温度、照度、湿度及び空気質の中の少なくとも一つの環境因子を感知する環境センサー、及び前記昆虫の種類、大きさ、色、動き及び個体数の中の少なくとも一つの生育状態を感知する生育センサーを含むことができる。
処理部１５は、前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取り、これから制御命令を生成して制御部２３に伝達する。
また、処理部１５は、前記センサー２１を通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別し、前記天敵を抑制することができる制御命令を制御部２３に伝達することができる。このために、前記データベース１１は、前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を予め貯蔵することが好ましい。この時、前記処理部１５は、識別された前記天敵を前記データベース１１に質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成することができる。前記天敵が識別された場合、前記処理部１５は管理者に前記天敵の露出または増殖に関する状況をリアルタイムで通知することにより危険状況に直ちに対応することができる。飼料昆虫または天敵の自動化された識別に関しては、後で図５を参照して再び説明する。
制御部２３は、前記処理部１５から読み取られた環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御する。
需給制御の観点で、前記処理部１５は、入力部１３を通じて入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出し、入力された前記出荷時期までの残余期日を算出し、前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出することができる。ただ、飼料昆虫の成長を促進することだけが最善の方式ではない理由は、本発明が対象とするのが「飼料昆虫」であるからであり、飼料昆虫は必然的に適正な成長時点に飼料に加工されるために飼料工場に納品される必要がある。従って、原材料の飼料昆虫の供給要請によって適時に成長が行われた飼料昆虫が出荷される必要がある。このような制約を考慮して、本発明の実施例は予想需要量と現在飼育場内の昆虫の成長速度乃至予想供給量を考慮して飼料昆虫の成長速度をより早くまたはより遅く制御するようになる。
また、前記処理部１５は、算出された前記成長速度を考慮して、前記センサー２１を通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させて前記データベース１１を検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取ることができる。昆虫の成長に関与する多様な環境因子が存在する場合、季節の変化、飼育場内の物理的制約などによって環境因子が全部理想的な値で制御することができない状況が発生する。この場合、飼料昆虫の成長に大きく関与できない要素（または統制が不可能な要素）の制御値を固定させたまま、残り要素の制御値を変化させることによりデータベース１１内に貯蔵された次善の組合値を導出することができる。
図３は本発明の一実施例による図２の昆虫の飼育制御装置を含んで具現した飼育システムの全体概要を示した図面である。
昆虫生育場にはＬＥＤ照明を含めて温度、湿度、照度などの多様な環境因子を測定することができるセンサーが備えられ、感知された測定値を統合ＩｏＴセンサーコントローラーを通じてサーバーに伝達するようになる。サーバー内にはデータベース内に生育に関する環境因子の組合が予め貯蔵されているので、これを通じて飼育場に対する適切な制御命令を下すことができる。例えば、昆虫生育に適する光波長帯域のＬＥＤ照明制御技術が活用されることができ、夏季室内温度が急速に上がったり空気の質が悪くなる場合、急いで換気ファンを稼動することにより昆虫の斃死を防止することもできる。
このような一連のモニタリング及び制御状況はリアルタイムで使用者の端末機（ＰＣまたはモバイル器機）に提供されることができる。特に生育状態のために要素となる特異事項が発見される場合、直ちに通知することにより、早期対応が可能であるという長所を有する。このために、映像認識技術の活用が必須で、映像センサーを通じて入力された飼育場内の映像から昆虫の異常行動や天敵の発生有無などを識別／判別してそれによる即刻な対応が可能である。
一方、センサーから収集される膨大な量のデータはビックデータ基盤技術を活用してデータ量の増加によって発生する性能イシューと拡張性イシューを解決しようとする。従って、ビックデータ環境で活用されるＨａｄｏｏｐ、ＮｏＳＱＬ基盤アーキテクチャーに基づいて本飼育制御システムの全体アーキテクチャーを構成することができる。また、データ分析のためにＲ、Ｍａｈｏｕｔ、Ｓｏｌｒなどの活用を考慮した最適化されたシステムアーキテクチャーを構成することができる。
図４は本発明の一実施例による昆虫の飼育制御装置で用いられることができるセンサー及び通信手段を例示した図面で、プロトタイプ（ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ）としてデータ収集及び送信装置が開発中にある。
前述したように、本発明の実施例は、飼育場内にＩｏＴ技術を接木して昆虫疾病の監視及び早期対応システムを設け、昆虫飼育槽の内部の環境因子をリアルタイムで遠隔認知してそれによる迅速な対応が可能になるように警報発送体系を構築しようとした。図示したように、用意したセンサー装備を飼育場内の個別飼育空間のあちこちに設置して環境因子を測定してこれを通信手段を通じてサーバーに伝達することにより中央集中式モニタリングが可能であり、それによる制御命令を飼育場に送ることにより個別飼育空間別に精密な生育制御が可能である。
図５は本発明の実施例が採択している昆虫の個体識別及び分類過程を説明するための図面である。
先立って簡単に説明したように、昆虫飼育槽内の昆虫の異常行動乃至天敵が発生したか否かをモニタリングしたり、このような映像を自動的に分析する技術が必要である。例えば、ダニなどの害虫が侵入した時、アラームなどの緊急措置が必要であり、または孵化及び飼育槽脱出などの異常行動をモニタリングして管理者にリアルタイムで通知する必要がある。
このために、処理部は、センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定し、特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別することができる。その後、識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出するようになる。
図５によれば、映像認識技術を活用して同じ種類の昆虫に分類された個体に対して同じ番号をラベリング（ｌａｂｅｌｉｎｇ）し、同じ番号が付与された昆虫に対する計数を通じて種類別個体数の把握が可能である。具現の観点で、映像認識及び分類技術を利用した昆虫識別及びトラッキング（ｔｒａｃｋｉｎｇ）のために、ＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）アルゴリズムを利用したイメージ認識とカルマンフィルター（Ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒ）を利用した移動体追跡などの要素技術が活用されることができる。
特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、処理部は、前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別することができる。例えば、昆虫の大きさと色を通じて生育中の飼料昆虫であることが確認されたが、動きパターンが従来貯蔵された特徴情報と相異する場合、疾病を表す追加情報を検査することにより該当の昆虫が疾病状態にあると判断することができる。
一方、計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、前記処理部は、昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知することもできる。これを通じて生育空間の不足によって昆虫の成長が阻害されたり斃死する危険を防止することができる。
図６ａ及び図６ｂは天敵の被害が現われる時の環境因子をモニタリングした結果を例示した図面で、青色グラフは飼育場内部の測定値を表し、赤色グラフは飼育者外部の測定値を表す。各グラフは、温度、湿度などの多様な生育環境因子を対象として測定したものであり、時間の推移によって飼料昆虫の生存及び生長のための温度／湿度環境を調節した。
特に、図６ｂはサシチョウバエ及びダニに被害がある時に現われる典型的なパターンを示し、飼育槽内の温度調節失敗が明らかに現われたことが分かる。即ち、昆虫の生長を促進するために昆虫自体のための環境因子の調節だけではなく、天敵が活性化される環境因子も考慮すべきことを示す。飼料昆虫の生長を促進する最適な環境因子の組合が天敵も活性化するようになれば、生育管理の側面ではより保守的な接近が必要であり、昆虫生長には次善の環境因子組合でも天敵の発生を抑制することができるのであれば、このような次善を選択することが好ましい。
このために、本発明の実施例は、飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を予めデータベースに貯蔵し、処理部を通じて識別された天敵をデータベースに質疑して天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、飼料昆虫の生育状態を考慮して制御命令を生成するようになる。即ち、飼料昆虫の生育と天敵の抑制を同時に考慮する環境因子の組合を通じて飼育場を制御する。
図７は本発明の一実施例による昆虫の飼育制御方法を示した流れ図で、まず、図２を通じて説明した飼育制御装置の各構成の機能／動作を時系列的に再構成した。従って、ここでは説明の重複を避けようとその概要のみを略述する。
Ｓ７１０ステップで、飼育制御装置は、飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合をデータベースに貯蔵する。
Ｓ７２０ステップで、飼育制御装置は、複数のセンサーを利用して前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知する。
Ｓ７３０ステップで、飼育制御装置は、前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取る。
より具体的に、前記環境因子の組合を読み取るＳ７３０ステップは、入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出し、入力された前記出荷時期までの残余期日を算出し、前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出することができる。また、前記環境因子の組合を読み取るＳ７３０ステップは、算出された前記成長速度を考慮して、前記センサーを通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させて前記データベースを検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取ることができる。
一方、前記環境因子の組合を読み取るＳ７３０ステップは、前記センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定し、特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより、前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別し、識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出することができる。特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、前記昆虫または天敵を識別する過程は、前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別することができる。さらに、計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知することもできる。
Ｓ７４０ステップで、飼育制御装置は、Ｓ７３０ステップを通じて読み取られた前記環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御する。
また、図７の飼育制御方法は、前記センサーを通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別する過程、及び前記天敵を抑制することができる制御命令を前記飼育場に伝達する過程をさらに含むことができる。また、前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を前記データベースに予め貯蔵する過程をさらに含むことができる。これを通じて、前記制御命令を前記飼育場に伝達する過程は、識別された前記天敵を前記データベースに質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成することができる。
上記した本発明の実施例によれば、昆虫飼育自体を促進するための環境因子の考慮だけでなく、飼料昆虫の需給を考慮して昆虫の生育速度を調節することにより昆虫産業の競争力を強化し、飼料加工後の栄養学的観点を考慮して生育に必要な環境因子を制御することにより高品質の飼料昆虫を供給することができ、飼育場に備えられた多様なセンサーと映像識別技術を通じて昆虫乃至天敵の活動をモニタリングし、自動化されたリアルタイム制御を行うことにより昆虫生育状態の早期予測及び措置が可能である。
一方、本発明の実施例はコンピュータ読み取り可能な記録媒体にコンピュータが読み取り可能なコードで具現することができる。コンピュータ読み取り可能な記録媒体はコンピュータシステムによって読み取り可能なデータが貯蔵される全ての種類の記録装置を含む。
コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ貯蔵装置などを含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体はネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読み取り可能なコードが貯蔵されて実行されることができる。そして、本発明を具現するための機能的な（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）プログラム、コード及びコードセグメントは本発明が属する技術分野におけるプログラマーによって容易に推論されることができる。
以上、本発明に対してその多様な実施例を中心として説明した。本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者は本発明が本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で変形された形態に具現される可能性があることを理解すべきである。従って、開示された実施例は限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮されるべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく特許請求範囲に示されており、それと同等な範囲内にいる全ての差異は本発明に含まれたことと解釈されるべきである。
１０：飼育制御装置のＳ／Ｗモジュール
１１：データベース
１３：入力部
１５：処理部
２０：飼育制御装置のＨ／Ｗモジュール
２１：センサー
２３：制御部
１１：データベース
１３：入力部
１５：処理部
２０：飼育制御装置のＨ／Ｗモジュール
２１：センサー
２３：制御部
Claims (20)
- 飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合を貯蔵するデータベースと、
前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知する複数のセンサーと、
前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取る処理部と、
前記処理部から読み取られた環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御する制御部と、を含む、飼育制御装置。 - 前記センサーは、
前記飼育場内の昆虫の生育に関与する温度、照度、湿度及び空気質の中の少なくとも一つの環境因子を感知する環境センサーと、
前記昆虫の種類、大きさ、色、動き及び個体数の中の少なくとも一つの生育状態を感知する生育センサーとを含む、請求項1に記載の飼育制御装置。 - 前記処理部は、
前記センサーを通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別し、前記天敵を抑制することができる制御命令を前記制御部に伝達する、請求項１に記載の飼育制御装置。 - 前記データベースは、
前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を予め貯蔵し、
前記処理部は、
識別された前記天敵を前記データベースに質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成する、請求項３に記載の飼育制御装置。 - 前記天敵が識別された場合、前記処理部は、
管理者に前記天敵の露出または増殖に関する状況をリアルタイムで通知する、請求項３に記載の飼育制御装置。 - 前記処理部は、
前記センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定し、特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより、前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別し、識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出する、請求項１に記載の飼育制御装置。 - 特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、前記処理部は、
前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別する、請求項６に記載の飼育制御装置。 - 計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、前記処理部は、
昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知する、請求項６に記載の飼育制御装置。 - 前記処理部は、
入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出し、入力された前記出荷時期までの残余期日を算出し、前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出する、請求項１に記載の飼育制御装置。 - 前記処理部は、
算出された前記成長速度を考慮して、前記センサーを通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させ、前記データベースを検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取る、請求項１に記載の飼育制御装置。 - 前記データベースは、
ロースティング乾燥を通じた飼料加工後に目標として設定された残存栄養素が極大化されるように、前記飼料昆虫を成長させるために実験的に設定された環境因子の組合を貯蔵する、請求項１に記載の飼育制御装置。 - 飼料昆虫の成長と飼料加工後の栄養素を考慮して設定された環境因子の組合をデータベースに貯蔵するステップと、
複数のセンサーを利用して前記飼料昆虫を飼育する飼育場に関する環境因子及び昆虫の生育状態を感知するステップと
前記飼料昆虫から生産される飼料の予想需要量及び出荷時期が入力され、入力された前記予想需要量、前記出荷時期及び感知された前記昆虫の生育状態によって現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出し、前記センサーを通じて感知された環境因子及び算出された前記成長速度を考慮して前記データベースから前記環境因子の組合を読み取るステップと、
読み取られた前記環境因子の組合によってそれぞれの環境因子に対応する生育制御因子を調節することにより前記飼育場内の飼料昆虫の成長を制御するステップとを含む、飼育制御方法。 - 前記センサーを通じて感知された映像内に含まれた天敵の露出または増殖を識別するステップと、
前記天敵を抑制することができる制御命令を前記飼育場に伝達するステップとをさらに含む、請求項12に記載の飼育制御方法。 - 前記飼料昆虫に対応する天敵の種類別に該当の天敵の増殖が抑制される環境因子の臨界範囲を前記データベースに予め貯蔵するステップをさらに含み、
前記制御命令を前記飼育場に伝達するステップは、
識別された前記天敵を前記データベースに質疑して前記天敵の増殖が抑制される環境因子の組合を読み取り、前記飼料昆虫の生育状態を考慮して前記制御命令を生成する、請求項１３に記載の飼育制御方法。 - 前記環境因子の組合を読み取るステップは、
前記センサーを通じて感知された映像から動き領域を特定するステップと、
特定された前記動き領域を予め設定された飼料昆虫または前記飼料昆虫に対応する天敵の大きさ、色、動きパターンまたはこれらの組み合わせと比較することにより前記動き領域に対応する昆虫または天敵を識別するステップと、
識別された昆虫または天敵の種類を判別したり、判別された昆虫または天敵の種類別に個体数を計数したり、昆虫または天敵の大きさを測定したり、昆虫または天敵の動き程度を数値化することにより、昆虫または天敵の生育状態に対する詳細情報を抽出するステップとをさらに含む、請求項１２に記載の飼育制御方法。 - 特定された前記動き領域が予め設定された飼料昆虫の特徴情報の一部のみに符合する場合、前記昆虫または天敵を識別するステップは、前記飼料昆虫の疾病状態を表す追加情報と一致するか否かを検査することにより前記飼料昆虫が疾病に感染されたか否かを判別する、請求項１５に記載の飼育制御方法。
- 計数された前記昆虫の種類別個体数が前記飼育場内の割り当て空間内の空間臨界値以上である場合、昆虫の生育のために追加的に必要な空間を算出して管理者に通知するステップをさらに含む、請求項１５に記載の飼育制御方法。
- 前記環境因子の組合を読み取るステップは、
入力された前記予想需要量と現在の飼育場内の昆虫の供給量との間の差を算出するステップと、
入力された前記出荷時期までの残余期日を算出するステップと、
前記差及び残余期日に基づいて現在の飼育場から要求される飼料昆虫の成長速度を算出するステップとを含む、請求項１２に記載の飼育制御方法。 - 前記環境因子の組合を読み取るステップは、
算出された前記成長速度を考慮して、前記センサーを通じて感知された環境因子の中で前記飼料昆虫の成長に関与できない要素を固定し、前記飼料昆虫の成長を変化させることができる要素を変化させ、前記データベースを検索して、前記飼育場に対する前記環境因子の組合を読み取る、請求項１２に記載の飼育制御方法。 - 請求項１２に記載の方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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