KR102528286B1 - Automatic feeding system and method for fish farms based on AI - Google Patents

Automatic feeding system and method for fish farms based on AI Download PDF

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KR102528286B1 KR1020220109279A KR20220109279A KR102528286B1 KR 102528286 B1 KR102528286 B1 KR 102528286B1 KR 1020220109279 A KR1020220109279 A KR 1020220109279A KR 20220109279 A KR20220109279 A KR 20220109279A KR 102528286 B1 KR102528286 B1 KR 102528286B1
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Abstract

본 발명에 의한 양식장을 운영하면서 획득되는 정보들을 객관적으로 분석하여, 최적의 사료 공급량을 결정하여, 이를 기반으로 양식장 내 사료를 공급할 수 있는 AI 기반 양식장의 자동 급이 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic feeding technology for an AI-based fish farm that can objectively analyze information obtained while operating a farm, determine an optimal feed supply amount, and supply feed in the farm based on this.

Description

AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법 {Automatic feeding system and method for fish farms based on AI}Automatic feeding system and method for fish farms based on AI}

본 발명은 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, AI 모델을 이용하여, 양식장의 수질 상태 정보와 양식장 내 어류의 움직임 상태 정보에 따른 최적의 사료 공급량을 결정할 수 있는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic feeding system and method for an AI-based fish farm, and an AI-based fish farm capable of determining an optimal feed supply amount according to water quality information of the farm and movement state information of fish in the farm using an AI model. It relates to an automatic feeding system and its method.

보통, 양식장에서 어류를 양식하기 위해서는, 정해진 시간에 정해진 양의 사료를 공급하거나, 양식업자의 경험치에 비추어 어류의 움직임 상태를 눈으로 확인하여 사료를 추가 급이하는데 그치고 있다.Usually, in order to farm fish, it is limited to supplying a fixed amount of feed at a fixed time or additional feeding of feed by visually checking the movement of the fish in light of the farmer's experience.

이러한 방식은 당연히, 어종 별로 최적의 급여량이 공급되지 못 하여 부족하게 또는 지나치게 많이 사료가 공급될 가능성이 높아서, 부족할 경우에는, 제대로 된 성장이 이루어지지 않거나 또는, 수조에 남아있는 사료로 인해 수질 오염의 주 원인이 되기도 한다.Naturally, this method is highly likely to supply insufficient or excessive feed because the optimal feeding amount for each fish species is not supplied. may also be the main cause of

이와 관련해서, 국내등록특허 제10-0821882호("수조식 어류 양식장의 사료 정량 공급 자동화 시스템")에서는 통신망을 이용한 원격제어를 통해 수조식 어류 양식장의 사료를 정량 공급할 수 있는 기술을 개시하고 있다.In this regard, Korean Registered Patent No. 10-0821882 ("Automated Feed Quantitative Feed Supply System for Tank-type Fish Farm") discloses a technology capable of quantitatively supplying feed for tank-type fish farms through remote control using a communication network.

한국등록특허 제10-0821882호 (등록일자 2008.04.07.)Korean Patent Registration No. 10-0821882 (Registration date 2008.04.07.)

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 양식장을 운영하면서 획득되는 정보들을 객관적으로 분석하여, 최적의 사료 공급량을 결정할 수 있는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to objectively analyze the information obtained while operating the farm, and to automatically feed the AI-based farm, which can determine the optimal feed supply amount. system and its method.

특히, 사료 공급을 위한 시간을 설정하는 것이 아니라, 실시간으로 수조 내 어류의 상태를 분석하여, 일방적으로 사료를 급이하는데 그치는 것이 아니라, 어류의 반응에 따라 양방향으로 사료를 급이할 수 있는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.In particular, rather than setting a time for feeding, AI analyzes the condition of fish in the tank in real time and feeds in both directions according to the fish's response, rather than just feeding unilaterally. It relates to an automatic feeding system and method for a farm based farm.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은, 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받는 데이터 입력부(100), 저장된 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력부(100)에 의한 정보를 입력하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하는 AI 분석부(200) 및 상기 AI 분석부(200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 공급 제어부(300)를 포함하며, 상기 사료 공급 수단은 상기 공급 제어부(300)에 의한 제어 신호에 따라, 양식장으로 사료 공급을 수행하는 것이 바람직하다.An AI-based fish farm automatic feeding system according to an embodiment of the present invention to solve the above problems is a data input unit 100 that receives at least one of water quality related information and image related information about the farm, and stored The AI analysis unit 200 extracts information on the amount of feed supplied to the farm by inputting the information by the data input unit 100 using the AI model, and the amount of feed supplied by the AI analysis unit 200 and a supply control unit 300 generating a control signal for controlling the feed supply unit in the farm, based on It is desirable to carry out feeding.

더 나아가, 상기 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은 사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 기저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하는 AI 처리부(10)를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the automatic feeding system of the AI-based farm collects in advance water quality-related information according to the amount of feed in the farm and information related to images of fish movements according to the feed supply in the farm, and transmits them to the pre-stored AI network. It is preferable to include an AI processing unit 10 that performs learning processing by

더 나아가, 상기 AI 처리부(10)는 기설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하는 제1 학습 데이터 수집부(11) 및 기저장된 제1 AI 네트워크로 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하는 제1 학습 처리부(12)를 포함하며, 상기 제1 학습 처리부(12)의 학습 결과에 의한 제1 AI 모델을 상기 AI 분석부(200)에 저장하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI processing unit 10 includes a first learning data collection unit 11 that collects water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to a plurality of preset feed supply amount information for each stage, and pre-stored first and a first learning processing unit 12 for performing learning processing by inputting information from the first learning data collection unit 11 to the AI network, and It is preferable to store 1 AI model in the AI analysis unit 200.

더 나아가, 상기 AI 처리부(10)는 양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 기설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하는 제2 학습 데이터 수집부(13) 및 기저장된 제2 AI 네트워크로 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하는 제2 학습 처리부(14)를 포함하며, 상기 제2 학습 처리부(14)의 학습 결과에 의한 제2 AI 모델을 상기 AI 분석부(200)에 저장하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI processing unit 10 includes image information photographing the movement of fish in the water and on the surface of the water at predetermined times for each of a plurality of stages in a time series after the feed is supplied in the farm. The second learning data collection unit 13 that collects image-related information and the second learning processing unit that inputs the information by the second learning data collection unit 13 to the pre-stored second AI network and performs learning processing ( 14), and it is preferable to store the second AI model based on the learning result of the second learning processing unit 14 in the AI analysis unit 200.

더 나아가, 상기 데이터 입력부(100)는 양식장의 수조 내부에 설치된 센싱 수단을 포함하며, 상기 센싱 수단으로부터 기설정된 소정 시간 단위로, 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 입력받는 수질 입력부(110)를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the data input unit 100 includes a sensing means installed inside the water tank of the farm, and a water quality input unit that receives water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information from the sensing means in units of predetermined time. It is preferable to include (110).

더 나아가, 상기 AI 분석부(200)는 상기 제1 AI 모델에 상기 수질 입력부(110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여, 상기 수질 관련 정보에 따라 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력하는 제1 분석부(210)를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI analysis unit 200 inputs the water quality related information from the water quality input unit 110 to the first AI model, and outputs information on the stage of feeding amount of feed in the farm predicted according to the water quality related information. It is preferable to include a first analysis unit 210 to do.

더 나아가, 상기 데이터 입력부(100)는 양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치된 촬영 수단을 포함하며, 각 촬영 수단으로부터 기설정된 소정 시간 단위로, 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 입력받는 영상 입력부(120)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the data input unit 100 includes photographing means respectively installed inside and outside the water tank of the farm, and is related to an image including image information obtained by photographing the movement of fish in units of predetermined time from each photographing means. It is preferable to further include an image input unit 120 for receiving information.

더 나아가, 상기 AI 분석부(200)는 상기 제2 AI 모델에 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여, 상기 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력하는 제2 분석부(220)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI analysis unit 200 inputs image-related information from the image input unit 120 to the second AI model and outputs fish movement stage information predicted according to the image-related information. It is preferable to further include an analysis unit 220 .

더 나아가, 상기 AI 분석부(200)는 상기 제1 분석부(210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와 상기 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양식장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량 정보를 추출하는 최종 분석부(230)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI analyzer 200 uses the feed feeding amount stage information predicted by the first analyzer 210 and the fish movement stage information predicted by the second analyzer 220. It is preferable to further include a final analysis unit 230 that performs integrated analysis and extracts information on the final feed amount to be fed into the farm.

더 나아가, 상기 최종 분석부(230)는 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하여, 분석한 화질 선명도를 기초로 상기 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 대한 가중치를 제어하여, 최종 사료 급이량 정보를 추출하는 것이 바람직하다.Furthermore, the final analyzer 230 analyzes the sharpness of the image quality of the image-related information by the image input unit 120, and based on the analyzed sharpness of the image quality, the fish predicted by the second analyzer 220 It is preferable to extract the final feeding amount information by controlling the weight of the motion step information.

본 발명의 일 실시예에 의한 연산 처리 수단에 의해 각 단계가 수행되는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템에 의한 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법으로서, 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받는 데이터 입력 단계(S100), 저장된 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의한 정보를 분석하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하는 AI 분석 단계(S200), 상기 AI 분석 단계(S200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 급이 제어 단계(S300) 및 상기 급이 제어 단계(S300)에 의한 제어 신호에 따라, 양식장 내 사료 공급을 수행하는 사료 공급 단계(S400)를 포함하며, 상기 AI 분석 단계(S200)를 수행하기 전, 사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 기저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하여, AI 모델을 저장하는 AI 처리 단계(S10)를 포함하는 것이 바람직하다.An automatic feeding method for an AI-based fish farm by an AI-based fish farm automatic feeding system in which each step is performed by an arithmetic processing means according to an embodiment of the present invention, wherein one of water quality related information and image related information for the farm A data input step (S100) of receiving an abnormality, an AI analysis step (S200) of extracting feed amount information from the farm by analyzing the information from the data input step (S100) using the stored AI model, A feeding control step (S300) of generating a control signal for controlling the feed supply means in the farm based on the feed amount information by the AI analysis step (S200) and the feeding control step (S300) In accordance with the control signal by the control signal, it includes a feeding step (S400) of performing feed supply in the farm, and prior to performing the AI analysis step (S200), information related to water quality according to the amount of feed in the farm and farm It is preferable to include an AI processing step (S10) of collecting image-related information obtained by photographing fish movements according to my feeding, performing learning processing by a pre-stored AI network, and storing an AI model.

더 나아가, 상기 AI 처리 단계(S10)는 기설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하고, 기저장된 제1 AI 네트워크로 수집한 정보를 입력하여 학습 처리를 수행하는 제1 학습 단계(S11)를 포함하며, 상기 제1 학습 단계(S11)의 학습 결과에 의한 제1 AI 모델을 저장하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI processing step (S10) collects water quality-related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to a plurality of preset feed supply amount information for each step, and inputs the collected information to the first pre-stored AI network. and a first learning step (S11) of performing the learning process by doing so, and it is preferable to store the first AI model based on the learning result of the first learning step (S11).

더 나아가, 상기 AI 처리 단계(S10)는 양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 기설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하고, 기저장된 제2 AI 네트워크로 수집한 정보를 입력하여 학습 처리를 수행하는 제2 학습 단계(S12)를 포함하며, 상기 제2 학습 단계(S12)의 학습 결과에 의한 제2 AI 모델을 저장하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI processing step (S10) includes image information photographing the movement of fish in the water and on the surface of the water at predetermined times for each of a plurality of steps in a time series after the feed is supplied in the farm. and a second learning step (S12) of collecting image-related information to be stored and inputting the collected information to a pre-stored second AI network to perform learning processing, and by the learning result of the second learning step (S12) It is preferred to store the second AI model.

더 나아가, 상기 데이터 입력 단계(S100)는 양식장의 수조 내부에 설치된 센싱 수단을 이용하여, 기설정된 소정 시간 단위로, 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 입력받는 수질 입력 단계(S110) 및 양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치된 촬영 수단을 이용하여, 각 촬영 수단으로부터 기설저된 소정 시간 단위로, 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 입력받는 영상 입력 단계(S120)를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the data input step (S100) is a water quality input step (S110) of receiving water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information in predetermined time units using a sensing means installed inside the water tank of the farm. ) and an image input step of receiving image-related information including image information of the movement of fish by using the photographing means installed inside and outside the tank in the farm, in units of predetermined time pre-stored from each photographing means. It is preferable to include (S120).

더 나아가, 상기 AI 분석 단계(S200)는 상기 제1 AI 모델을 이용하여, 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여, 상기 수질 관련 정보에 따라 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력하는 제1 분석 단계(S210) 및 상기 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여, 상기 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력하는 제2 분석 단계(S220)를 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI analysis step (S200) uses the first AI model to enter the water quality-related information from the water quality input step (S110), and the feed feeding amount of the farm is predicted according to the water quality-related information. The first analysis step (S210) of outputting step information and the fish movement step predicted according to the image-related information by inputting the image-related information through the image input step (S120) using the second AI model It is preferable to include a second analysis step (S220) of outputting information.

더 나아가, 상기 AI 분석 단계(S200)는 상기 제1 분석 단계(S210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와, 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양삭장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량을 추출하는 최종 분석 단계(S230)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Furthermore, the AI analysis step (S200) includes the predicted feed feeding amount stage information of the farm by the first analysis step (S210) and the predicted fish movement stage information by the second analysis step (S220). It is preferable to further include a final analysis step (S230) of integrally analyzing and extracting the final feed amount to be fed into the farm.

더 나아가, 상기 최종 분석 단계(S230)는 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하여, 분석한 화질 선명도를 기초로 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 대한 가중치를 제어하여, 상기 최종 사료 급이량을 추출하는 것이 바람직하다.Furthermore, the final analysis step (S230) analyzes the image quality sharpness of the image-related information by the image input step (S120), and fish predicted by the second analysis step (S220) based on the analyzed image quality sharpness. It is preferable to extract the final feeding amount by controlling the weight of the motion step information of .

더 나아가, 상기 제1 분석 단계(S210)는 입력되는 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보에 대해서, 기설정된 최대값 또는, 최소값을 기준으로, 최대값 초과인 수질 관련 정보를 최대값으로 맵핑하고, 최소값 미만인 수질 관련 정보를 최소값으로 맵핑하여, 상기 제1 AI 모델에 입력하는 것이 바람직하다.Furthermore, in the first analysis step (S210), for the water quality-related information input by the water quality input step (S110), based on a preset maximum value or minimum value, the water quality-related information exceeding the maximum value is set to the maximum value. , and mapping information related to water quality that is less than the minimum value to the minimum value, and inputting it to the first AI model.

본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템 및 그 방법은, 양식장을 운영하면서 획득되는 정보(양식장의 수질 상태 정보와 양식장 내 어류의 움직임 상태 정보)들을 객관적으로 분석하여, 최적의 사료 공급량을 결정할 수 있는 장점이 있다.An automatic feeding system and method for an AI-based fish farm according to an embodiment of the present invention objectively analyzes information acquired while operating a farm (water quality status information of the farm and movement status information of fish in the farm), It has the advantage of being able to determine the amount of feed supply.

또한, 사료 공급이 이루어진 후에도 지속적으로 필요한 사료 급이량 정보를 분석, 다시 말하자면, 사료 공급 이후, 어류의 반응에 맞추어 사료 공급을 수행하여, 최적의 성장을 이끌어 낼 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that optimal growth can be derived by continuously analyzing the necessary feed amount information even after the feed is supplied, that is, by performing the feed according to the reaction of the fish after the feed is supplied.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템을 나나타낸 구성 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법을 나타낸 순서 예시도이다.
1 is an exemplary configuration diagram showing an automatic feeding system for an AI-based farm according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary sequence diagram illustrating an automatic feeding method for an AI-based farm according to an embodiment of the present invention.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1 및 /또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 '∼사이에'와 '바로 ∼사이에' 또는 '∼에 인접하는'과 '∼에 직접 인접하는' 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent through the following examples in conjunction with the accompanying drawings. The following specific structural or functional descriptions are only illustrated for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention can be implemented in various forms and are described in this specification or application. It should not be construed as being limited to the examples. Embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and can have various forms, so specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and/or second may be used to describe various components, but the components are not limited to the above terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be named a second component, and similar Happily, the second component may also be referred to as the first component. It should be understood that when a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. On the other hand, when it is mentioned that a certain component is directly connected to another component or is directly connected, it should be understood that no other component exists in the middle. Other expressions for explaining the relationship between components, such as 'between' and 'directly between' or 'adjacent to' and 'directly adjacent to' should be interpreted similarly. Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms include or have are intended to indicate that the described features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof exist, but one or more other features, numbers, steps, operations, It should be understood that it does not preclude the presence or possibility of addition of components, parts, or combinations thereof. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, a system refers to a set of components including devices, mechanisms, and means that are organized and regularly interact to perform necessary functions.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템을 자세히 알아보도록 한다.1 is a diagram showing an automatic feeding system for an AI-based farm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the automatic feeding system of an AI-based farm according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 입력부(100), AI 분석부(200) 및 공급 제어부(300)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 각 구성들은 컴퓨터 등을 포함하는 적어도 하나 이상의 연산처리수단에 각각 또는 통합 포함되어 동작을 수행하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 1, the automatic feeding system of an AI-based fish farm according to an embodiment of the present invention preferably includes a data input unit 100, an AI analysis unit 200, and a supply control unit 300. do. It is preferable that each component performs an operation by being individually or integrally included in at least one arithmetic processing unit including a computer or the like.

각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,For a detailed look at each component,

상기 데이터 입력부(100)는 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받는 것이 바람직하다.It is preferable that the data input unit 100 receives at least one of water quality related information and image related information about the farm.

상세하게는, 상기 데이터 입력부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 수질 입력부(110) 및 영상 입력부(120)를 포함하게 된다.In detail, the data input unit 100 includes a water quality input unit 110 and an image input unit 120 as shown in FIG. 1 .

상기 수질 입력부(110)는 양식장의 수조 내부에 설치되는 적어도 하나의 센싱 수단을 포함하는 것이 바람직하다.The water quality input unit 110 preferably includes at least one sensing unit installed inside the water tank of the farm.

상기 수질 입력부(110)는 미리 설정된 소정 시간 단위로, 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 입력받게 된다. 이 때, 수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보를 더 포함할 수 있다.The water quality input unit 110 receives water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information in units of a predetermined time. At this time, in addition to water temperature information and dissolved oxygen information, pH concentration, salinity, ammonia, and nitrite information may be further included.

상기 영상 입력부(120)는 양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치되는 촬영 수단을 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the image input unit 120 includes a photographing means installed inside and outside the tank of the farm, respectively.

상기 영상 입력부(120)는 각 촬영 수단으로부터 미리 설정된 소정 시간 단위로, 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 입력받게 된다. 즉, 수중에서의 어류의 움직임 촬영 정보와, 수표면에서의 어류의 움직임 촬영 정보를 각각 입력받게 된다. 여기서, 수표면에서의 어류의 움직임 촬영 정보는 물 밖에서 보이는 수중에서의 어류의 움직임 촬영 정보 만을 의미하는 것이 아니라, 수표면으로 올라와 입을 뻐끔거리는 동작을 촬영하게 된다.The image input unit 120 receives image-related information including image information obtained by photographing the movement of fish in units of a preset predetermined time from each photographing means. That is, information for photographing the movement of fish in the water and information for photographing the movement of fish on the surface of the water are respectively input. Here, the motion photographing information of the fish on the water surface does not mean only the motion photographing information of the fish seen from outside the water, but also captures a motion of moving up to the surface of the water and opening its mouth.

상기 AI 분석부(200)는 미리 저장된 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력부(100)에 의한 정보를 입력하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.The AI analysis unit 200 uses a pre-stored AI model, inputs the information from the data input unit 100, and extracts feed supply amount information of the farm.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반의 양식장의 자동 급이 시스템은 상기 AI 분석부(200)에 의한 분석에 앞서서, AI 처리부(10)에 의해 AI 모델을 생성 및 저장하는 것이 바람직하다.At this time, in the AI-based fish farm automatic feeding system according to an embodiment of the present invention, it is preferable to generate and store an AI model by the AI processor 10 prior to analysis by the AI analyzer 200. do.

이를 위해, 상기 AI 처리부(10)는 사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 미리 저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하게 된다.To this end, the AI processing unit 10 collects information related to water quality according to the amount of feed supplied in the farm and information related to images of fish movements according to the supply of feed in the farm in advance, and learns and processes the pre-stored AI network. will perform

상세하게는, 상기 AI 처리부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 학습 데이터 수집부(11), 제1 학습 처리부(12), 제2 학습 데이터 수집부(13) 및 제2 학습 처리부(14)를 포함하게 된다.In detail, as shown in FIG. 1, the AI processing unit 10 includes a first learning data collection unit 11, a first learning processing unit 12, a second learning data collection unit 13, and a second learning data collection unit 11. It will include a processing unit (14).

상기 제1 학습 데이터 수집부(11)는 미리 설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하게 된다.The first learning data collection unit 11 collects water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to a plurality of previously set feed supply amount information for each stage.

다시 말하자면, 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)는 미리 설정된 다수의 단계 별로, 사료 공급량을 상이하게 하여, 각 단계 별(상이한 사료 공급량 별), 상기 수질 관련 정보를 수집하게 된다. 이 때, 수질 관련 정보로는, 수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보를 더 포함할 수 있다.In other words, the first learning data collection unit 11 collects the water quality-related information for each step (different feed supply amount) by differentiating the feed supply amount for each of a plurality of preset stages. In this case, the water quality-related information may further include pH concentration, salinity, ammonia, and nitrite information in addition to water temperature information and dissolved oxygen information.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반의 양식장의 자동 급이 시스템은 미리 설정된 단계로 10 단계를 설정하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 반드시 10 단계로 한정하는 것은 아니며, 양식장의 크기, 어류의 종류 등을 고려하여, 자유롭게 설정하게 된다.Here, the automatic feeding system of the AI-based fish farm according to an embodiment of the present invention sets 10 steps as preset steps, but this is only an embodiment of the present invention, and is not necessarily limited to 10 steps. , the size of the farm, the type of fish, etc., are freely set.

가장 바람직하게는, 외부(양식 운영자, 양식 전문가 등)로부터 양식장의 크기, 어류의 종류, 어류의 마리 수 등을 고려하여, 급여 가능한 최대 사료 공급량과 최소 사료 공급량을 입력받은 후, 이를 설정된 단계의 개수만큼 일정하게 분할하는 것이 바람직하다. 즉, 최소 사료 공급량에서 최대 사료 공급량까지 또는, 최대 사료 공급량에서 최소 사료 공급량까지 이를 수 있도록 사료 공급량을 설정된 단계의 개수만큼 분할하는 것이 바람직하다.Most preferably, after receiving input from the outside (aquaculture operator, aquaculture expert, etc.) on the maximum feed supply amount and minimum feed supply amount that can be paid, taking into account the size of the farm, the type of fish, the number of fish, etc. It is preferable to divide by the number uniformly. That is, it is preferable to divide the feed supply amount by the set number of steps so as to reach from the minimum feed supply amount to the maximum feed supply amount or from the maximum feed supply amount to the minimum feed supply amount.

이를 통해서, 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)는 각 단계별 상이하게 설정된 사료 공급량에 따른 수질 상태(수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보)를 센싱한 후, 사료 공급량 데이터-수질 상태 센싱 데이터를 수집하는 것이 바람직하다.Through this, the first learning data collection unit 11 senses the water quality state (water temperature information, dissolved oxygen information, pH concentration, salinity, ammonia, nitrite information) according to the feed supply amount set differently for each step, and then feed It is desirable to collect supply amount data-water quality state sensing data.

물론, 수집한 데이터는 각 사료 공급 단계(사료 공급량 단계) 별로 수질 상태 정보를 매칭시켜 라벨링하는 학습 데이터 처리를 하는 것이 바람직하다.Of course, it is preferable to process the collected data as learning data for labeling by matching water quality condition information for each feed supply step (feed supply amount step).

이러한 학습 데이터의 학습 처리를 통해서, 이 후 실시간 입력 또는, 원하는 시점에 입력되는수질 상태 정보를 이용하여 현재 공급된 사료량을 예측하기 위한 AI 모델을 생성하게 된다.Through the learning process of such learning data, an AI model for predicting the amount of currently supplied feed is generated using real-time input or water quality state information input at a desired time.

자세하세는, 상기 제1 학습 처리부(12)는 미리 저장된 제1 AI 네트워크로 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하게 된다.In detail, the first learning processing unit 12 inputs information by the first learning data collection unit 11 to the first AI network stored in advance to perform learning processing.

여기서, 미리 저장된 제1 AI 네트워크는 다변수 시계열(multivariate time series) 데이터를 입력으로 사용하는 인셉션 타임(inception time) 알고리즘인 것이 바람직하나, 이 역시도 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 다변수 시계열 데이터를 입력받아, 단계별 확률값을 출력할 수 있는 어떠한 AI 네트워크라도 적용 가능하다.Here, the pre-stored first AI network is preferably an inception time algorithm that uses multivariate time series data as an input, but this is also only one embodiment of the present invention, and multivariate Any AI network that can receive time series data and output probability values for each stage can be applied.

상기 제1 학습 처리부(12)는 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)에 의한 학습 데이터인 미리 설정된 다수의 단계 별(사료 공급 단계 별)로 수질 관련 정보를 입력받아 학습을 수행함으로써, 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)을 예측/출력할 수 있는 제1 AI 모델을 생성하게 된다.The first learning processing unit 12 receives water quality-related information at a predetermined number of stages (each feeding stage), which is learning data by the first learning data collection unit 11, and performs learning, thereby performing learning at a specific point in time. When water quality related information is input, a first AI model capable of predicting/outputting the amount of feed supply (feed supply stage) at the corresponding time is generated.

이를 통해서, 상기 AI 분석부(200)는 상기 제1 학습 처리부(12)의 학습 결과에 의한 제1 AI 모델을 저장하게 된다.Through this, the AI analysis unit 200 stores the first AI model based on the learning result of the first learning processing unit 12 .

보다 상세하게는, 상기 제1 학습 처리부(12)에 의한 상기 제1 AI 모델은 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 학습한 각 단계를 기준을, 각 단계에 해당할 확률값이 출력되며, 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)으로 예측하여 출력하게 된다.More specifically, when water quality-related information at a specific point in time is input to the first AI model by the first learning processing unit 12, a probability value corresponding to each step is output based on each learned step, The step with the highest probability is predicted as the feed supply amount (feed supply step) at the corresponding time and output.

또한, 제2 학습 데이터 수집부(13)는 양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 미리 설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하게 된다.In addition, the second learning data collection unit 13 captures image information obtained by photographing the movements of fish in the water and on the surface of the water at predetermined times for each of a plurality of steps set in advance in a time series order after the feed is supplied in the farm. It collects video-related information.

다시 말하자면, 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)는 어류에게 사료를 공급하고 난 후, 미리 설정된 시간 단위 별로, 어류의 움직임을 수중/수표면에서 획득하게 된다.In other words, after feeding the fish, the second learning data collection unit 13 acquires the movement of the fish in the water/on the water surface for each preset time unit.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반의 양식장의 자동 급이 시스템은 미리 설정된 단계로 5 단계를 설정하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 반드시 5 단계로 한정하는 것은 아니며, 양식장의 크기, 어류의 종류 등을 고려하여, 자유롭게 설정하게 된다.Here, the automatic feeding system of the AI-based fish farm according to an embodiment of the present invention sets 5 steps as preset steps, but this is only an embodiment of the present invention, and is not necessarily limited to 5 steps. , the size of the farm, the type of fish, etc., are freely set.

다만, 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)는 어류가 사료를 공급받은 직후(배부른 상태)부터 시간이 흐름에 따라 배고픔을 느낄 때까지의 움직임 정도를 분석하기 위하여, 다시 말하자면, 소정 간격(배고픔 정도를 나눌 수 있을 정도의 시간 간격)마다 어류의 움직임 정보를 이용하여 현재 배고픔 상태를 예측하기 위한 AI 모델을 생성하기 위한 데이터를 수집하게 된다.However, the second learning data collection unit 13 analyzes the degree of movement of the fish from immediately after receiving the feed (satisfied state) until it feels hungry over time, in other words, at a predetermined interval (hunger state). Data is collected to create an AI model for predicting the current hunger state using the movement information of the fish at every time interval that can divide the degree of hunger.

사료 공급량 정도를 비교적 객관적으로 나누어 단계를 설정하여, 라벨링할 수 있는 제1 학습 데이터 수집부(11)와 달리, 어류의 배고픔 정도는 비교적 주관적인 단계 설정이기 때문에, 사료 공급 직후를 1단계, 이보다 소정 간격이 지난 시점을 2단계로 설정하고, 이를 반복하여 최대 5단계로 움직임 상태 정보를 순차적으로 수집/획득한 후, 이를 라벨링하여 학습 데이터 처리하게 된다.Unlike the first learning data collection unit 11, which can relatively objectively divide the amount of feed and set the level for labeling, since the degree of fish hunger is set in a relatively subjective level, immediately after feeding is set as step 1, and a certain level is higher than that. The point in time when the interval has passed is set as step 2, and motion status information is sequentially collected/obtained in up to 5 steps by repeating this process, and then labeled and processed as learning data.

이 때, 사료 공급 직후부터 소정 간격으로 순차적으로 어류의 움직임 상태 정보를 획득하기 위한 일련의 과정에 대해서는, 적어도 1회는 외부(양식 운영자, 양식 전문가 등)의 지시에 따라, 사료를 공급한 후, 입력 설정되는 소정 시간 간격마다 어류의 움직임 상태를 촬영하여, 데이터를 수집하는 것이 바람직하다.At this time, for a series of processes for acquiring movement state information of fish sequentially at predetermined intervals from immediately after feeding, at least once after supplying feed according to instructions from an outside (farm operator, aquaculture expert, etc.) , It is desirable to collect data by photographing the movement state of fish at predetermined time intervals set by the input.

이 후, 이에 대한 라벨링 처리를 통해서 학습 데이터를 생성하게 된다.After that, learning data is generated through a labeling process for this.

여기서, 어류의 움직임 상태 정보로는, 소정 시간 동안 몇 마리의 어류가 미리 설정된 특정 영역을 지나갔는지, 또는, 특정 영역에서의 적어도 몇 마리의 어류의 움직임(지느러미의 움직임 횟수), 또는, 소정 시간 동안 몇 마리의 어류가 수표면으로 올라와 입질(뻐끔거림)을 했는지 등을 촬영하여, 움직임 자체를 feature로 잡아 학습 데이터를 생성하게 된다.Here, the movement state information of the fish includes how many fishes have passed through a specific area set in advance for a predetermined time, or at least how many fishes have moved in the specific area (the number of movements of fins), or a predetermined time period. During this process, how many fish came up to the surface of the water and bitten (bite) is photographed, and the movement itself is captured as a feature to create learning data.

상기 제2 학습 처리부(14)는 미리 저장된 제2 AI 네트워크로 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하게 된다.The second learning processing unit 14 inputs the information by the second learning data collection unit 13 to the pre-stored second AI network and performs learning processing.

여기서 미리 저장된 제2 AI 네트워크는 Convolution LSTM 알고리즘인 것이 바람직하나, 이 역시도 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 시계열 행동 변화에 대한 분류에 활용되는 어떠한 AI 네트워크라도 적용 가능하다.Here, the pre-stored second AI network is preferably a convolution LSTM algorithm, but this is also only an embodiment of the present invention, and any AI network used for classification of time-series behavioral changes can be applied.

상기 제2 학습 처리부(14)는 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)에 의한 학습 데이터인 미리 설정된 다수의 단계 별로 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 입력받아 학습을 수행함으로써, 특정 시점의 움직임 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)를 예측/출력할 수 있는 제2 AI 모델을 생성하게 된다.The second learning processing unit 14 performs learning by receiving information related to images of motions of fish taken at a plurality of preset steps, which are learning data by the second learning data collection unit 13, and performs learning. When motion-related information is input, a second AI model capable of predicting/outputting the fish's hunger stage (time interval stage after feeding) at the corresponding time point is created.

이를 통해서, 상기 AI 분석부(200)는 상기 제2 학습 처리부(14)의 학습 결과에 의한 제2 AI 모델을 저장하게 된다.Through this, the AI analysis unit 200 stores the second AI model based on the learning result of the second learning processing unit 14 .

보다 상세하게는, 상기 제2 학습 처리부(14)에 의한 상기 제2 AI 모델은 특정 시점의 영상 관련 정보가 입력될 경우, 학습한 각 단계를 기준을, 각 단계에 해당할 확률값이 출력되며, 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)로 예측하여 출력하게 된다.More specifically, the second AI model by the second learning processing unit 14 outputs a probability value corresponding to each step based on each learned step when information related to an image at a specific point in time is input, The stage with the highest probability is predicted as the fish's hunger stage (time interval stage after feeding) and output.

이와 같이, 생성한 제1 AI 모델 및 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 AI 분석부(200)는 상기 데이터 입력부(100)에 의한 정보를 입력하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.In this way, using the generated first AI model and second AI model, the AI analysis unit 200 inputs the information from the data input unit 100 and extracts information on the feeding amount of feed in the farm. .

상기 AI 분석부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 분석부(210), 제2 분석부(220) 및 최종 분석부(230)를 포함하게 된다.As shown in FIG. 1 , the AI analysis unit 200 includes a first analysis unit 210 , a second analysis unit 220 and a final analysis unit 230 .

상기 제1 분석부(210)는 상기 제1 AI 모델에 상기 수질 입력부(110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여, 상기 수질 관련 정보에 따라 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력하게 된다.The first analysis unit 210 inputs the water quality related information from the water quality input unit 110 to the first AI model, and outputs the feed supply amount stage information of the farm predicted according to the water quality related information. .

상술한 바와 같이, 상기 제1 AI 모델은 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)을 예측/출력할 수 있어, 상기 수질 입력부(110)에 의한 수질 관련 정보를 입력받아, 해당하는 수질 관련 정보에 따라 예측되는 사료 공급량 시점(사료 공급량 단계 정보)을 출력하게 된다.As described above, when water quality-related information at a specific time point is input, the first AI model can predict/output the amount of feed supply (feed supply step) at that point in time, and thus water quality by the water quality input unit 110. Relevant information is input, and the feed supply amount time point (feed supply amount stage information) predicted according to the corresponding water quality related information is output.

이 때, 출력값은 다수의 각 단계 중 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)으로 예측하여 출력하게 된다.At this time, the output value is output by predicting the step having the highest probability among a plurality of steps as the feed supply amount (feed supply step) at the corresponding time.

더불어, 상기 제1 분석부(210)는 상기 수질 입력부(110)에 의한 수질 관련 정보에 대한 전처리를 수행한 후, 상기 제1 AI 모델에 입력하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first analysis unit 210 pre-processes the water quality related information by the water quality input unit 110 and then inputs the information to the first AI model.

즉, 센싱 수단의 오류가 발생할 수 있음을 고려하여, 전처리를 수행하게 된다.That is, the pre-processing is performed in consideration of the fact that an error in the sensing unit may occur.

상세하게는, 수조 내 어류 별로 미리 설정된 수질 관련 정보의 최대값(일 예를 들자면, 수온의 최대온도, 용존 산소의 최대량 등), 최소값을 기준으로, 상기 수질 입력부(110)에 의해 입력된 수질 관련 정보가 최대값을 벗어날 경우(최대값 초과), 최대값으로 맵핑하고, 최소값을 벗어날 경우(최소값 미만), 최소값으로 맵핑하게 된다.In detail, the water quality input by the water quality input unit 110 based on the maximum value (for example, the maximum temperature of the water, the maximum amount of dissolved oxygen, etc.) and the minimum value of the water quality-related information set in advance for each fish in the tank. If the relevant information exceeds the maximum value (exceeds the maximum value), it is mapped to the maximum value, and if it exceeds the minimum value (below the minimum value), it is mapped to the minimum value.

이 때, 미리 설정된 소정 횟수 이상 연속해서 최대값 또는, 최소값을 벗어나는 수질 관련 정보가 입력될 경우, 이는 센싱 수단의 오류가 아닌, 수조 내 수질 상태의 이상으로 판단하여, 외부 관리자(양식업자 등)에게 수질 상태 이상 관련 알람을 전송하게 된다.At this time, if water quality-related information that exceeds the maximum value or minimum value is input continuously for more than a predetermined number of times, it is judged not to be an error of the sensing means, but to an abnormality in the water quality condition in the tank, and an external manager (farmer, etc.) An alarm related to water quality abnormalities is sent to the user.

뿐만 아니라, 상기 제1 분석부(210)는 사전에 수조 내 어류 별로 수질 관련 정보의 최대값, 최소값을 설정받는 것이 아니라, 양식장의 수조 내부에 설치된 촬영 수단을 활용하여, 수조 내 어류를 인식하여, 자동으로 수조 내 어류 별로 수질 관련 정보의 최대값, 최소값을 설정하여 활용할 수도 있다. 이 경우, 어류 설정하는 과정에서 나타날 수 있는 인적 오류까지 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the first analyzer 210 does not set the maximum and minimum values of water quality-related information for each fish in the tank in advance, but recognizes the fish in the tank by using a photographing means installed inside the tank of the farm. In addition, it is possible to automatically set the maximum and minimum values of water quality-related information for each fish in the tank and utilize them. In this case, there is an advantage in minimizing human errors that may occur in the process of setting fish.

더불어, 이와 같이, 수조 내 어류를 자동 인식하거나, 미리 수조 내 어류를 입력 설정받을 때, 양식장 상황에 따라, 단일 어류가 아닌, 다양한 어류가 존재할 수 있다.In addition, in this way, when the fish in the tank is automatically recognized or the fish in the tank is input and set in advance, various fish, not a single fish, may exist according to the farm situation.

이 경우, 상기 제1 분석부(210)는 다양한 각 어류 별로 사전 설정된 최대값들 중 최소값을 대표 최대값으로 설정하고, 사전 설정된 최소값들 중 최대값을 대표 최소값으로 설정하여 활용할 수도 있다.In this case, the first analyzer 210 may set the minimum value among preset maximum values for each fish as the representative maximum value, and set the maximum value among preset minimum values as the representative minimum value.

상기 제2 분석부(220)는 상기 제2 AI 모델에 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여, 상기 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력하게 된다.The second analysis unit 220 inputs image-related information from the image input unit 120 to the second AI model, and outputs fish movement stage information predicted according to the image-related information.

이 역시도, 상기 제2 AI 모델은특정 시점의 움직임 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)를 예측/출력할 수 있어, 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보를 입력받아, 해당하는 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계/배고픔 단계)를 출력하게 된다.Again, when movement-related information at a specific time point is input, the second AI model can predict/output the fish's hunger stage (time interval stage after feeding) at that time point, so that the video input unit 120 It receives image-related information by and outputs the movement stage of the fish (time interval stage after feeding/hunger stage) predicted according to the corresponding image-related information.

이 때, 출력값은 다수의 각 단계 중 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 어류의 움직임 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계/배고픔 단계)로 예측하여 출력하게 된다.At this time, the output value is output by predicting the step having the highest probability among a plurality of steps as the movement step of the fish (time interval step after feeding/hunger step) at the corresponding time point.

상기 최종 분석부(230)는 상기 제1 분석부(210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와 상기 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양식장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량 정보를 추출하게 된다. 즉, 가장 최적의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.The final analysis unit 230 integrates and analyzes the predicted feed amount stage information of the farm by the first analysis unit 210 and the movement stage information of the fish predicted by the second analysis unit 220. In this case, information on the final feed amount to be fed into the farm is extracted. That is, the most optimal feed amount information is extracted.

이를 위해, 상기 최종 분석부(230)는 하기의 수학식 1을 고려하여, 통합 분석을 수행하게 된다.To this end, the final analysis unit 230 performs integrated analysis in consideration of Equation 1 below.

Figure 112022091164795-pat00001
Figure 112022091164795-pat00001

여기서, T는 최종 사료 급이량 정보,Here, T is the final feed amount information,

A는 제1 분석부(210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보,A is information on the feed supply amount stage of the farm predicted by the first analysis unit 210,

B는 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보,B is the movement stage information of the fish predicted by the second analysis unit 220,

W는 분석한 화질 선명도에 대응하는 가중치 설정 정보를 의미한다.W denotes weight setting information corresponding to the analyzed picture quality sharpness.

가중치 설정 정보에 대해서 알아보자면, 상기 최종 분석부(230)는 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하여, 분석한 화질 선명도를 기초로 상기 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 대한 가중치를 제어하게 된다.Regarding the weight setting information, the final analysis unit 230 analyzes the sharpness of the image quality of the image related information by the image input unit 120, and based on the analyzed sharpness of the image quality, the second analyzer 220 The weight for the motion stage information of the fish predicted by the method is controlled.

즉, 수조 내부 및 수조 외부에서 어류의 움직임을 촬영하는 만큼, 수질 상태, 수조 외부의 기후 상태 등에 따라 영상의 선명도가 달라지게 된다.That is, as much as the movement of fish is captured inside and outside the tank, the clarity of the image varies depending on the water quality and the weather condition outside the tank.

이러한 점을 고려하여, 영상 화질 등의 문제가 분석의 정확성을 낮추거나, 오류의 발생 정도를 향상시킬 수 있기 때문에, 화질 선명도(범위: 0 ~ 1) 정도를 분석하여, 이를 토대로 상기 제2 분석부(220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보의 반영도를 제어하는 것이 바람직하다.Considering this point, since problems such as image quality can reduce the accuracy of analysis or improve the degree of error occurrence, the degree of sharpness of image quality (range: 0 to 1) is analyzed, and based on this, the second analysis It is preferable to control the degree of reflection of the fish motion stage information predicted by the unit 220 .

이러한 상기 가중치 설정 정보와 미리 설정된 각 단계를 기준으로, 상기 최종 사료 급이량 정보는 0.5 ~ 10 내로 산출되게 된다.Based on the weight setting information and each preset step, the final feed amount information is calculated within 0.5 to 10.

산출값은 하기의 표 1을 기준으로 매칭되는 사료 급이량 정보를 추출하여, 최종 사료 급이량 정보로 설정하게 된다.The calculated value is set as the final feed amount information by extracting the matching feed amount information based on Table 1 below.

사료 공급량 수준Feeding level 최고 공급top supply 8 < T

Figure 112022091164795-pat00002
108 < T
Figure 112022091164795-pat00002
Figure 112022091164795-pat00002
10 6 < T
Figure 112022091164795-pat00003
8
6 < T
Figure 112022091164795-pat00003
8
4 < T
Figure 112022091164795-pat00004
6
4 < T
Figure 112022091164795-pat00004
6
2 < T
Figure 112022091164795-pat00005
4
2 < T
Figure 112022091164795-pat00005
4
최저 공급lowest supply 0.5
Figure 112022091164795-pat00006
T
Figure 112022091164795-pat00007
2
0.5
Figure 112022091164795-pat00006
T
Figure 112022091164795-pat00007
2

본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은 상기 최종 사료 급이량 정보를 표 1을 기준으로 5단계로 나누고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 양식장의 크기, 어류의 종류 등을 고려하여, 자유롭게 설정하게 된다.The AI-based fish farm automatic feeding system according to an embodiment of the present invention divides the final feed feeding amount information into 5 stages based on Table 1, but this is only an embodiment of the present invention, and the size of the farm , the type of fish, etc., and can be freely set.

상기 공급 제어부(300)는 상기 AI 분석부(200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하게 된다.The supply control unit 300 generates a control signal for controlling the feed supply means in the linked farm, based on the feed amount information from the AI analysis unit 200.

이는 상기 표 1에 매칭되어 생성되며, 상기 사료 공급 수단은 양식장으로 사료 공급을 수행하게 된다.This is generated by matching with Table 1, and the feed supply means supplies feed to the farm.

본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은 단순히 사료를 공급하는 것에 그치지 않고, 사료를 공급한 이후, 지속적으로 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받아, 적절한 사료 공급이 이루어졌는지 판단하여, 추가 사료 공급이 이루어질 수도 있다.The AI-based fish farm automatic feeding system according to an embodiment of the present invention does not stop at simply supplying feed, but continuously receives at least one of water quality related information and image related information about the farm after feeding. , additional feed may be provided by determining whether appropriate feed has been provided.

일 예를 들자면, 상기 AI 분석부(200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여, 사료 공급을 수행한 이후에도, 제2 AI 모델로 입력되는 영상 관련 정보를 분석한 결과, 배고픔 정도/단계가 사료를 공급한 직후의 움직임에 해당하지 않고, 제1 AI 모델로 입력되는 수질 관련 정보를 분석한 결과, 실제 이루어진 사료 급이량 정보에 매칭되는 단계가 출력되지 않을 경우, 통합 분석하면, 일정 수준 이상의 사료 급이량 정보가 추출되게 된다. 이에 따른 추가 사료 공급이 이루어지게 된다.For example, based on the feed amount information by the AI analyzer 200, a control signal for controlling the feed supply means in the farm is generated, and even after feeding is performed, the second As a result of analyzing the video-related information input to the AI model, the hunger level/stage did not correspond to the movement immediately after feeding, and as a result of analyzing the water quality-related information input to the first AI model, the actual feed feeding If the stage matching the quantity information is not output, if the integrated analysis is performed, the feed quantity information above a certain level is extracted. As a result, additional feed is provided.

즉, 종래의 경우, 미리 설정된 시간에 미리 설정된 양의 사료가 공급될 경우, 더 이상의 추가 사료 공급이 이루어지지 않지만, 본 발명의 경우, 사료 공급이 이루어진 후에도 지속적으로 필요한 사료 급이량 정보를 분석함으로써, 어류의 반응에 맞추어 사료 공급을 수행하여, 최적의 성장을 이끌어 낼 수 있는 장점이 있다.That is, in the conventional case, when a preset amount of feed is supplied at a preset time, no additional feed is supplied, but in the case of the present invention, even after the feed is supplied, the required feed amount information is continuously analyzed. By doing so, there is an advantage in that it is possible to derive optimal growth by performing feed supply according to the fish's response.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법을 나타낸 순서 예시도이다. 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법을 자세히 알아보도록 한다.2 is an exemplary sequence diagram illustrating an automatic feeding method for an AI-based farm according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the automatic feeding method of the AI-based farm according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 데이터 입력 단계(S100), AI 분석 단계(S200), 급이 제어 단계(S300) 및 사료 공급 단계(S400)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 각 단계들은 연산 처리 수단에 의해 각 단계가 수행되는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템을 이용하여 동작되게 된다.As shown in FIG. 2, the automatic feeding method of an AI-based farm according to an embodiment of the present invention includes a data input step (S100), an AI analysis step (S200), a feeding control step (S300), and a feed supply step. It is preferable to include (S400), and each step is operated using an automatic feeding system of an AI-based farm in which each step is performed by an arithmetic processing unit.

각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,For a detailed look at each step,

상기 데이터 입력 단계(S100)는 상기 데이터 입력부(100)에서, 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받게 된다.In the data input step (S100), at least one of water quality related information and image related information about the farm is received from the data input unit 100.

상기 데이터 입력 단계(S100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 수질 입력 단계(S110) 및 영상 입력 단계(S120)를 포함하게 된다.As shown in FIG. 2, the data input step (S100) includes a water quality input step (S110) and an image input step (S120).

상기 수질 입력 단계(S110)는 양식장의 수조 내부에 설치되는 적어도 하나의 센싱 수단을 이용하여, 미리 설정된 소정 시간 단위로, 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 입력받게 된다. 이 때, 수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보를 더 포함할 수 있다.In the water quality input step (S110), water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information is received in units of predetermined time by using at least one sensing unit installed inside the water tank of the farm. At this time, in addition to water temperature information and dissolved oxygen information, pH concentration, salinity, ammonia, and nitrite information may be further included.

상기 영상 입력 단계(S120)는 양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치되는 촬영 수단을 이용하여, 각 촬영 수단으로부터 미리 설정된 소정 시간 단위로, 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 입력받게 된다. 즉, 수중에서의 어류의 움직임 촬영 정보와, 수표면에서의 어류의 움직임 촬영 정보를 각각 입력받게 된다. 여기서, 수표면에서의 어류의 움직임 촬영 정보는 물 밖에서 보이는 수중에서의 어류의 움직임 촬영 정보 만을 의미하는 것이 아니라, 수표면으로 올라와 입을 뻐끔거리는 동작을 촬영하게 된다.The image input step (S120) is image-related information including image information obtained by photographing the movement of the fish in units of a preset time from each photographing means using photographing means respectively installed inside and outside the tank of the farm. will be input. That is, information for photographing the movement of fish in the water and information for photographing the movement of fish on the surface of the water are respectively input. Here, the motion photographing information of the fish on the water surface does not mean only the motion photographing information of the fish seen from outside the water, but also captures a motion of moving up to the surface of the water and opening its mouth.

상기 AI 분석 단계(S200)는 상기 AI 분석부(200)에서, 저장된 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의한 정보를 분석하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.In the AI analysis step (S200), the AI analysis unit 200 uses the stored AI model to analyze the information obtained in the data input step (S100) to extract feed supply amount information of the farm.

이 때, 상기 AI 분석 단계(S200)에서 이용하기 위한 AI 모델을 저장하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, AI 처리 단계(S10)를 더 포함하게 된다.At this time, in order to store the AI model for use in the AI analysis step (S200), as shown in FIG. 2, an AI processing step (S10) is further included.

상기 AI 처리 단계(S10)는 상기 AI 처리부(10)에서, 사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 기저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하여, AI 모델을 저장하게 된다.In the AI processing step (S10), in advance, the AI processing unit 10 collects information related to water quality according to the amount of feed supplied in the farm and information related to images of fish movements according to the supply of feed in the farm, and pre-stored Learning processing by the AI network is performed to save the AI model.

상기 AI 처리 단계(S10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 학습 단계(S11) 및 제2 학습 단계(S12)를 포함하게 된다.As shown in FIG. 2, the AI processing step (S10) includes a first learning step (S11) and a second learning step (S12).

상기 제1 학습 단계(S11)는 미리 설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하게 된다.In the first learning step (S11), water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to feed supply amount information for each of a plurality of predetermined steps is collected.

다시 말하자면, 미리 설정된 다수의 단계 별로, 사료 공급량을 상이하게 하여, 각 단계 별(상이한 사료 공급량 별), 상기 수질 관련 정보를 수집하게 된다. 이 때, 수질 관련 정보로는, 수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보를 더 포함할 수 있다.In other words, the water quality related information is collected for each step (different feed supply amount) by making the feed supply amount different for each of a plurality of preset stages. In this case, the water quality-related information may further include pH concentration, salinity, ammonia, and nitrite information in addition to water temperature information and dissolved oxygen information.

여기서, 미리 설정된 단계로 10 단계를 설정하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 반드시 10 단계로 한정하는 것은 아니며, 양식장의 크기, 어류의 종류 등을 고려하여, 자유롭게 설정하게 된다.Here, 10 steps are set as preset steps, but this is only one embodiment of the present invention, and is not necessarily limited to 10 steps, and is freely set in consideration of the size of the farm, the type of fish, etc.

가장 바람직하게는, 외부(양식 운영자, 양식 전문가 등)로부터 양식장의 크기, 어류의 종류, 어류의 마리 수 등을 고려하여, 급여 가능한 최대 사료 공급량과 최소 사료 공급량을 입력받은 후, 이를 설정된 단계의 개수만큼 일정하게 분할하는 것이 바람직하다. 즉, 최소 사료 공급량에서 최대 사료 공급량까지 또는, 최대 사료 공급량에서 최소 사료 공급량까지 이를 수 있도록 사료 공급량을 설정된 단계의 개수만큼 분할하는 것이 바람직하다.Most preferably, after receiving input from the outside (aquaculture operator, aquaculture expert, etc.) on the maximum feed supply amount and minimum feed supply amount that can be paid, taking into account the size of the farm, the type of fish, the number of fish, etc. It is preferable to divide by the number uniformly. That is, it is preferable to divide the feed supply amount by the set number of steps so as to reach from the minimum feed supply amount to the maximum feed supply amount or from the maximum feed supply amount to the minimum feed supply amount.

즉, 각 단계별 상이하게 설정된 사료 공급량에 따른 수질 상태(수온 정보, 용존 산소 정보 외에, pH 농도, 염도, 암모니아, 아질산염 정보)를 센싱한 후, 사료 공급량 데이터-수질 상태 센싱 데이터를 수집하게 된다.That is, after sensing the water quality condition (water temperature information, dissolved oxygen information, pH concentration, salinity, ammonia, nitrite information) according to the feed supply amount set differently for each stage, feed supply amount data-water quality state sensing data is collected.

물론, 수집한 데이터는 각 사료 공급 단계(사료 공급량 단계) 별로 수질 상태 정보를 매칭시켜 라벨링하는 학습 데이터 처리를 하는 것이 바람직하다.Of course, it is preferable to process the collected data as learning data for labeling by matching water quality condition information for each feed supply step (feed supply amount step).

이러한 학습 데이터의 학습 처리를 통해서, 이 후 실시간 입력 또는, 원하는 시점에 입력되는 수질 상태 정보를 이용하여 현재 공급된 사료량을 예측하기 위한 AI 모델을 생성하게 된다.Through the learning process of such learning data, an AI model for predicting the currently supplied feed amount is generated using real-time input or water quality state information input at a desired time.

미리 저장된 제1 AI 네트워크로 상기 수집 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하게 된다.The collection information is input to the pre-stored first AI network to perform learning processing.

여기서, 미리 저장된 제1 AI 네트워크는 다변수 시계열(multivariate time series) 데이터를 입력으로 사용하는 인셉션 타임(inception time) 알고리즘인 것이 바람직하나, 이 역시도 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 다변수 시계열 데이터를 입력받아, 단계별 확률값을 출력할 수 있는 어떠한 AI 네트워크라도 적용 가능하다.Here, the pre-stored first AI network is preferably an inception time algorithm that uses multivariate time series data as an input, but this is also only one embodiment of the present invention, and multivariate Any AI network that can receive time series data and output probability values for each stage can be applied.

즉, 상기 제1 학습 단계(S11)는 학습 데이터인 미리 설정된 다수의 단계 별(사료 공급 단계 별)로 수질 관련 정보를 입력받아 학습을 수행함으로써, 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)을 예측/출력할 수 있는 제1 AI 모델을 생성하게 된다. 상기 제1 AI 모델은 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 학습한 각 단계를 기준을, 각 단계에 해당할 확률값이 출력되며, 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)으로 예측하여 출력하게 된다.That is, in the first learning step (S11), learning is performed by receiving water quality related information for each of a plurality of predetermined steps (for each feed supply step), which is learning data, so that when water quality related information at a specific point in time is input, A first AI model capable of predicting/outputting the feed supply amount (feed supply stage) at the time of feeding is generated. In the first AI model, when water quality-related information at a specific time point is input, a probability value corresponding to each stage is output based on each learned stage, and the feed supply amount at the time corresponding to the stage with the highest probability (feed supply stage) to predict and output.

상기 제2 학습 단계(S12)는 양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 미리 설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하게 된다.The second learning step (S12) is an image including image information of the movement of fish in the water and on the water surface at predetermined times for each of a plurality of preset stages in a time series order after feed is supplied in the farm. You will collect relevant information.

다시 말하자면, 어류에게 사료를 공급하고 난 후, 미리 설정된 시간 단위 별로, 어류의 움직임을 수중/수표면에서 획득하게 된다.In other words, after feeding the fish, the movement of the fish is acquired in the water/surface for each preset time unit.

여기서, 미리 설정된 단계로 5 단계를 설정하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 반드시 5 단계로 한정하는 것은 아니며, 양식장의 크기, 어류의 종류 등을 고려하여, 자유롭게 설정하게 된다.Here, although 5 steps are set as preset steps, this is only one embodiment of the present invention, and is not necessarily limited to 5 steps, and is freely set in consideration of the size of the farm, the type of fish, etc.

다만, 어류가 사료를 공급받은 직후(배부른 상태)부터 시간이 흐름에 따라 배고픔을 느낄 때까지의 움직임 정도를 분석하기 위하여, 다시 말하자면, 소정 간격(배고픔 정도를 나눌 수 있을 정도의 시간 간격)마다 어류의 움직임 정보를 이용하여 현재 배고픔 상태를 예측하기 위한 AI 모델을 생성하기 위한 데이터를 수집하게 된다.However, in order to analyze the degree of movement from immediately after the fish is fed (full state) to when it feels hungry over time, in other words, at predetermined intervals (time intervals sufficient to divide the degree of hunger) Using fish movement information, data is collected to create an AI model to predict the current hunger state.

사료 공급량 정도를 비교적 객관적으로 나누어 단계를 설정하여, 라벨링할 수 있는 제1 학습 단계(S11)의 학습 데이터와 달리, 어류의 배고픔 정도는 비교적 주관적인 단계 설정이기 때문에, 사료 공급 직후를 1단계, 이보다 소정 간격이 지난 시점을 2단계로 설정하고, 이를 반복하여 최대 5단계로 움직임 상태 정보를 라벨링하여 학습 데이터 처리하게 된다.Unlike the learning data of the first learning step (S11), which can be labeled by relatively objectively dividing the amount of feed and setting the level, the degree of fish hunger is relatively subjective, so right after feeding is set as step 1, The point at which a predetermined interval has passed is set as step 2, and this is repeated to process learning data by labeling motion state information in a maximum of step 5.

이 때, 사료 공급 직후부터 소정 간격으로 순차적으로 어류의 움직임 상태 정보를 획득하기 위한 일련의 과정에 대해서는, 적어도 1회는 외부(양식 운영자, 양식 전문가 등)의 지시에 따라, 사료를 공급한 후, 입력 설정되는 소정 시간 간격마다 어류의 움직임 상태를 촬영하여, 데이터를 수집하는 것이 바람직하다.At this time, for a series of processes for acquiring movement state information of fish sequentially at predetermined intervals from immediately after feeding, at least once after supplying feed according to instructions from an outside (farm operator, aquaculture expert, etc.) , It is desirable to collect data by photographing the movement state of fish at predetermined time intervals set by the input.

이 후, 이에 대한 라벨링 처리를 통해서 학습 데이터를 생성하게 된다.After that, learning data is generated through a labeling process for this.

여기서, 어류의 움직임 상태 정보로는, 소정 시간 동안 몇 마리의 어류가 미리 설정된 특정 영역을 지나갔는지, 또는, 특정 영역에서의 적어도 몇 마리의 어류의 움직임(지느러미의 움직임 횟수), 또는, 소정 시간 동안 몇 마리의 어류가 수표면으로 올라와 입질(뻐끔거림)을 했는지 등을 촬영하여, 움직임 자체를 feature로 잡아 학습 데이터를 생성하게 된다.Here, the movement state information of the fish includes how many fishes have passed through a specific area set in advance for a predetermined time, or at least how many fishes have moved in the specific area (the number of movements of fins), or a predetermined time period. During this process, how many fish came up to the surface of the water and bitten (bite) is photographed, and the movement itself is captured as a feature to create learning data.

상기 제2 학습 단계(S12)는 미리 저장된 제2 AI 네트워크로 상기 수집 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하게 된다.In the second learning step (S12), the collection information is input to the pre-stored second AI network to perform learning processing.

여기서 미리 저장된 제2 AI 네트워크는 Convolution LSTM 알고리즘인 것이 바람직하나, 이 역시도 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 시계열 행동 변화에 대한 분류에 활용되는 어떠한 AI 네트워크라도 적용 가능하다.Here, the pre-stored second AI network is preferably a convolution LSTM algorithm, but this is also only an embodiment of the present invention, and any AI network used for classification of time-series behavioral changes can be applied.

상기 제2 학습 단계(S12)는 학습 데이터인 미리 설정된 다수의 단계 별로 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 입력받아 학습을 수행함으로써, 특정 시점의 움직임 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)를 예측/출력할 수 있는 제2 AI 모델을 생성하게 된다.In the second learning step (S12), learning is performed by receiving information related to images of motions of fish for each of a plurality of preset steps, which are learning data. A second AI model capable of predicting/outputting the fish's hunger stage (time interval stage after feeding) is created.

보다 상세하게는, 상기 제2 AI 모델은 특정 시점의 영상 관련 정보가 입력될 경우, 학습한 각 단계를 기준을, 각 단계에 해당할 확률값이 출력되며, 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)로 예측하여 출력하게 된다.More specifically, when image-related information at a specific point in time is input, the second AI model outputs a probability value corresponding to each step based on each learned step, and a time point corresponding to the step with the highest probability. It predicts and outputs the fish's hunger stage (time interval stage after feeding).

상기 AI 분석 단계(S200)는 상기 AI 처리 단계(S10)에 의해 생성한 제1 AI 모델 및 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의한 정보를 입력하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.The AI analysis step (S200) uses the first AI model and the second AI model generated by the AI processing step (S10) to input the information from the data input step (S100) to supply feed to the farm. information is extracted.

상기 AI 분석 단계(S200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 분석 단계(S210), 제2 분석 단계(S220) 및 최종 분석 단계(S230)를 포함하게 된다.As shown in FIG. 2 , the AI analysis step (S200) includes a first analysis step (S210), a second analysis step (S220) and a final analysis step (S230).

상기 제1 분석 단계(S210)는 상기 제1 AI 모델을 이용하여, 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여, 상기 수질 관련 정보에 따라 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력하게 된다.The first analysis step (S210) uses the first AI model to enter the water quality-related information from the water quality input step (S110), and the farm's feed supply amount step information predicted according to the water quality-related information will output

상술한 바와 같이, 상기 제1 AI 모델은 특정 시점의 수질 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)을 예측/출력할 수 있어, 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보를 입력받아, 해당하는 수질 관련 정보에 따라 예측되는 사료 공급량 시점(사료 공급량 단계 정보)을 출력하게 된다.As described above, when water quality-related information at a specific time point is input, the first AI model can predict/output the amount of feed supply (feed supply step) at that point in time, so that the water quality input step (S110) Water quality-related information is input, and a feed supply amount time point (feed supply amount stage information) predicted according to the corresponding water quality-related information is output.

이 때, 출력값은 다수의 각 단계 중 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 사료 공급량(사료 공급 단계)으로 예측하여 출력하게 된다.At this time, the output value is output by predicting the step having the highest probability among a plurality of steps as the feed supply amount (feed supply step) at the corresponding time.

더불어, 상기 제1 분석 단계(S210)는 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보에 대한 전처리를 수행한 후, 상기 제1 AI 모델에 입력하는 것이 바람직하다. 즉, 센싱 수단의 오류가 발생할 수 있음을 고려하여, 전처리를 수행하게 된다.In addition, in the first analysis step (S210), it is preferable to perform pre-processing on the water quality-related information by the water quality input step (S110) and then input the information to the first AI model. That is, the pre-processing is performed in consideration of the fact that an error in the sensing unit may occur.

상세하게는, 수조 내 어류 별로 미리 설정된 수질 관련 정보의 최대값(일 예를 들자면, 수온의 최대온도, 용존 산소의 최대량 등), 최소값을 기준으로, 상기 수질 입력 단계(S110)에 의해 입력된 수질 관련 정보가 최대값을 벗어날 경우(최대값 초과), 최대값으로 맵핑하고, 최소값을 벗어날 경우(최소값 미만), 최소값으로 맵핑하게 된다.In detail, based on the maximum value (for example, maximum temperature of water, maximum amount of dissolved oxygen, etc.) and minimum value of water quality-related information preset for each fish in the tank, the water quality input step (S110) inputs If the information related to water quality exceeds the maximum value (exceeds the maximum value), it is mapped to the maximum value, and if it is out of the minimum value (below the minimum value), it is mapped to the minimum value.

이 때, 미리 설정된 소정 횟수 이상 연속해서 최대값 또는, 최소값을 벗어나는 수질 관련 정보가 입력될 경우, 이는 센싱 수단의 오류가 아닌, 수조 내 수질 상태의 이상으로 판단하여, 외부 관리자(양식업자 등)에게 수질 상태 이상 관련 알람을 전송하게 된다.At this time, if water quality-related information that exceeds the maximum value or minimum value is input continuously for more than a predetermined number of times, it is judged not to be an error of the sensing means, but to an abnormality in the water quality condition in the tank, and an external manager (farmer, etc.) An alarm related to water quality abnormalities is sent to the user.

뿐만 아니라, 사전에 수조 내 어류 별로 수질 관련 정보의 최대값, 최소값을 설정받는 것이 아니라, 양식장의 수조 내부에 설치된 촬영 수단을 활용하여, 수조 내 어류를 인식하여, 자동으로 수조 내 어류 별로 수질 관련 정보의 최대값, 최소값을 설정하여 활용할 수도 있다. 이 경우, 어류 설정하는 과정에서 나타날 수 있는 인적 오류까지 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, instead of setting the maximum and minimum values of water quality-related information for each fish in the tank in advance, the fish in the tank is recognized using a photographic means installed inside the tank at the farm, and the water quality is automatically related to each fish in the tank. It is also possible to set and utilize the maximum and minimum values of information. In this case, there is an advantage in minimizing human errors that may occur in the process of setting fish.

더불어, 이와 같이, 수조 내 어류를 자동 인식하거나, 미리 수조 내 어류를 입력 설정받을 때, 양식장 상황에 따라, 단일 어류가 아닌, 다양한 어류가 존재할 수 있다.In addition, in this way, when the fish in the tank is automatically recognized or the fish in the tank is input and set in advance, various fish, not a single fish, may exist according to the farm situation.

이 경우, 다양한 각 어류 별로 사전 설정된 최대값들 중 최소값을 대표 최대값으로 설정하고, 사전 설정된 최소값들 중 최대값을 대표 최소값으로 설정하여 활용할 수도 있다.In this case, the minimum value among preset maximum values for each fish may be set as the representative maximum value, and the maximum value among preset minimum values may be set as the representative minimum value and utilized.

상기 제2 분석 단계(S220)는 상기 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여, 상기 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력하게 된다.The second analysis step (S220) inputs the image-related information from the image input step (S120) using the second AI model, and outputs fish movement stage information predicted according to the image-related information. do.

상세하게는, 특정 시점의 움직임 관련 정보가 입력될 경우, 해당하는 시점의 어류의 배고픔 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계)를 예측/출력할 수 있어, 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보를 입력받아, 해당하는 영상 관련 정보에 따라 예측되는 어류의 움직임 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계/배고픔 단계)를 출력하게 된다.In detail, when motion-related information at a specific time point is input, the fish's hunger stage (time interval stage after feeding) at the corresponding time point can be predicted/output, so that the image related by the image input step (S120) can be predicted. Information is input, and the fish's movement stage (time interval stage after feeding/hunger stage) predicted according to the corresponding image-related information is output.

이 때, 출력값은 다수의 각 단계 중 가장 큰 확률을 갖는 단계를 해당하는 시점의 어류의 움직임 단계(사료 공급 이후 시간 간격 단계/배고픔 단계)로 예측하여 출력하게 된다.At this time, the output value is output by predicting the step having the highest probability among a plurality of steps as the movement step of the fish (time interval step after feeding/hunger step) at the corresponding time point.

상기 최종 분석 단계(S230)는 상기 제1 분석 단계(S210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와, 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양삭장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량을 추출하게 된다. 즉, 가장 최적의 사료 급이량 정보를 추출하게 된다.The final analysis step (S230) integrates and analyzes the predicted feed amount stage information of the farm by the first analysis step (S210) and the fish movement stage information predicted by the second analysis step (S220). Thus, the final feed amount to be fed into the farm is extracted. That is, the most optimal feed amount information is extracted.

이를 위해, 상기 최종 분석 단계(S230)는 상기의 수학식 1을 고려하여, 통합 분석을 수행하게 된다.To this end, in the final analysis step (S230), an integrated analysis is performed in consideration of Equation 1 above.

또한, 상기 최종 분석 단계(S230)는 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하여, 분석한 화질 선명도를 기초로 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 대한 가중치를 제어하게 된다.In addition, the final analysis step (S230) analyzes the image quality sharpness of the image-related information by the image input step (S120), and based on the analyzed image quality sharpness, the fish predicted by the second analysis step (S220). A weight for motion step information is controlled.

즉, 수조 내부 및 수조 외부에서 어류의 움직임을 촬영하는 만큼, 수질 상태, 수조 외부의 기후 상태 등에 따라 영상의 선명도가 달라지게 된다.That is, as much as the movement of fish is captured inside and outside the tank, the clarity of the image varies depending on the water quality and the weather condition outside the tank.

이러한 점을 고려하여, 영상 화질 등의 문제가 분석의 정확성을 낮추거나, 오류의 발생 정도를 향상시킬 수 있기 때문에, 화질 선명도(범위: 0 ~ 1) 정도를 분석하여, 이를 토대로 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보의 반영도를 제어하는 것이 바람직하다.Considering this point, since problems such as image quality can reduce the accuracy of analysis or improve the degree of error occurrence, the degree of sharpness of image quality (range: 0 to 1) is analyzed, and based on this, the second analysis It is preferable to control the reflectivity of the fish movement stage information predicted by step S220.

이러한 상기 가중치 설정 정보와 미리 설정된 각 단계를 기준으로, 상기 최종 사료 급이량 정보는 0.5 ~ 10 내로 산출되게 된다.Based on the weight setting information and each preset step, the final feed amount information is calculated within 0.5 to 10.

산출값은 상기의 표 1을 기준으로 매칭되는 사료 급이량 정보를 추출하여, 최종 사료 급이량 정보로 설정하게 된다.The calculated value is set as the final feed amount information by extracting the matching feed amount information based on Table 1 above.

상기 급이 제어 단계(S200)는 상기 공급 제어부(300)에서, 상기 AI 분석 단계(S200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하게 된다.In the feeding control step (S200), the supply control unit 300 transmits a control signal for controlling the feed supply means in the farm based on the feed amount information by the AI analysis step (S200). will create

상기 사료 공급 단계(S400)는 상기 사료 공급 수단에서, 상기 급이 제어 단계(S300)에 의한 제어 신호에 따라, 양식장 내 사료 공급을 수행하게 된다.In the feed supply step (S400), the feed supply unit performs feed supply in the farm according to a control signal from the feed control step (S300).

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법은 단순히 사료를 공급하는 것에 그치지 않고, 사료를 공급한 이후, 지속적으로 양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보 중 하나 이상을 입력받아, 적절한 사료 공급이 이루어졌는지 판단하여, 추가 사료 공급이 이루어질 수도 있다.Here, the automatic feeding method of an AI-based fish farm according to an embodiment of the present invention does not stop at simply supplying feed, but after supplying feed, continuously at least one of water quality related information and image related information for the farm Upon receiving the input, it is determined whether appropriate feed supply has been made, and additional feed supply may be made.

일 예를 들자면, 상기 AI 분석 단계(S200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하여, 사료 공급을 수행한 이후에도, 제2 AI 모델로 입력되는 영상 관련 정보를 분석한 결과, 배고픔 정도/단계가 사료를 공급한 직후의 움직임에 해당하지 않고, 제1 AI 모델로 입력되는 수질 관련 정보를 분석한 결과, 실제 이루어진 사료 급이량 정보에 매칭되는 단계가 출력되지 않을 경우, 통합 분석하면, 일정 수준 이상의 사료 급이량 정보가 추출되게 된다. 이에 따른 추가 사료 공급이 이루어지게 된다.For example, based on the feed amount information by the AI analysis step (S200), a control signal for controlling the feed supply means in the farm is generated, and even after feeding is performed, the second As a result of analyzing the video-related information input to the AI model, the hunger level/stage did not correspond to the movement immediately after feeding, and as a result of analyzing the water quality-related information input to the first AI model, the actual feed feeding If the stage matching the quantity information is not output, if the integrated analysis is performed, the feed quantity information above a certain level is extracted. As a result, additional feed is provided.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 기술 사상은 개시된 각각의 실시예 뿐 아니라, 개시된 실시예들의 조합을 포함하고, 나아가, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물로서 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but are only for explanation. Therefore, the technical spirit of the present invention includes not only each disclosed embodiment, but also a combination of the disclosed embodiments, and furthermore, the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. In addition, many changes and modifications to the present invention can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications are equivalent. As water, it should be considered within the scope of this invention.

10 : AI 처리부
11 : 제1 학습 데이터 수집부 12 : 제1 학습 처리부
13 : 제2 학습 데이터 수집부 14 : 제2 학습 처리부
100 : 데이터 입력부
110 : 수질 입력부 120 : 영상 입력부
200 : AI 분석부
210 : 제1 분석부 220 : 제2 분석부
230 : 최종 분석부
300 : 공급 제어부
10: AI processing unit
11: first learning data collection unit 12: first learning processing unit
13: second learning data collection unit 14: second learning processing unit
100: data input unit
110: water quality input unit 120: video input unit
200: AI analysis unit
210: first analysis unit 220: second analysis unit
230: final analysis unit
300: supply control unit

Claims (18)

양식장의 수조 내부에 설치되는 센싱 수단을 포함하며, 상기 센싱 수단으로부터 기설정된 소정 시간 단위로 양식장에 대한 수질 관련 정보를 입력받는 수질 입력부(110)와, 양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치되는 촬영 수단을 포함하며, 각 촬영 수단으로부터 기설정된 소정 시간 단위로, 수중에서 어류의 움직임 촬영 정보와 수표면에서 어류의 움직임 촬영 정보를 영상 관련 정보로 입력받는 영상 입력부(120)로 구성되는 데이터 입력부(100);
저장된 제1 및 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력부(100)에 의한 정보를 입력하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하는 AI 분석부(200); 및
상기 AI 분석부(200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 공급 제어부(300);
를 포함하며,
상기 AI 분석부(200)는
상기 제1 AI 모델에 상기 수질 입력부(110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력받는 제1 분석부(210)와, 상기 제2 AI 모델에 상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력받는 제2 분석부(220)와, 상기 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양식장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량 정보를 산출하는 최종 분석부(230)로 구성되며,
상기 최종 분석부(230)는
상기 영상 입력부(120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하고, 상기 제2 분석부(220)에 의해 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 상기 화질 선명도의 분석 결과와 대응되는 가중치를 설정하여 상기 최종 사료 급이량 정보를 산출하고,
상기 사료 공급 수단은
상기 공급 제어부(300)에 의한 제어 신호에 따라, 양식장으로 사료 공급을 수행하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템.
A water quality input unit 110 including a sensing means installed inside the fish farm's water tank and receiving water quality-related information about the farm in a predetermined time unit from the sensing means, and a water quality input unit 110 installed inside and outside the water tank of the fish farm, respectively A data input unit including a photographing means and including an image input unit 120 that receives information related to the movement of fish in the water and photographing the movement of fish on the surface of the water in units of a predetermined time from each photographing means as image-related information. (100);
an AI analysis unit 200 that extracts feed supply amount information of the farm by inputting information by the data input unit 100 using the stored first and second AI models; and
a supply control unit 300 generating a control signal for controlling feed supply means in the farm, based on the feed amount information from the AI analyzer 200;
Including,
The AI analysis unit 200
A first analysis unit 210 that outputs information on the feed supply amount stage of the farm predicted by inputting water quality related information by the water quality input unit 110 to the first AI model, and outputting the image to the second AI model A second analysis unit 220 that receives image-related information through the input unit 120 and outputs predicted fish movement stage information, and the predicted fish farm feed feeding amount stage information and predicted fish movement stage information It is composed of a final analysis unit 230 that comprehensively analyzes and calculates the final feed amount information to be fed into the farm,
The final analysis unit 230
The image quality sharpness of the image-related information is analyzed by the image input unit 120, and a weight corresponding to the analysis result of the image quality sharpness is set to the motion stage information of the fish predicted by the second analyzer 220. Calculate the final feed amount information,
The feed supply means
An automatic feeding system for an AI-based farm that supplies feed to the farm according to a control signal from the supply control unit 300.
제 1항에 있어서,
상기 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템은
사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 기저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하는 AI 처리부(10);
를 포함하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템.
According to claim 1,
The AI-based fish farm automatic feeding system
In advance, an AI processing unit 10 that collects information related to water quality according to the amount of feed supply in the farm and information related to images of fish movements according to the supply of feed in the farm, and performs learning processing by a pre-stored AI network;
Including, AI-based automatic feeding system of the fish farm.
제 2항에 있어서,
상기 AI 처리부(10)는
기설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하는 제1 학습 데이터 수집부(11); 및
기저장된 제1 AI 네트워크로 상기 제1 학습 데이터 수집부(11)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하는 제1 학습 처리부(12);
를 포함하며,
상기 제1 학습 처리부(12)의 학습 결과에 의한 제1 AI 모델을 상기 AI 분석부(200)에 저장하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템.
According to claim 2,
The AI processing unit 10
A first learning data collection unit 11 that collects water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to a plurality of preset feed supply amount information for each stage; and
a first learning processing unit 12 that inputs information by the first learning data collection unit 11 to a pre-stored first AI network and performs learning processing;
Including,
An automatic feeding system for an AI-based fish farm that stores the first AI model based on the learning result of the first learning processing unit 12 in the AI analysis unit 200.
제 3항에 있어서,
상기 AI 처리부(10)는
양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 기설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하는 제2 학습 데이터 수집부(13); 및
기저장된 제2 AI 네트워크로 상기 제2 학습 데이터 수집부(13)에 의한 정보를 입력하여, 학습 처리를 수행하는 제2 학습 처리부(14);
를 포함하며,
상기 제2 학습 처리부(14)의 학습 결과에 의한 제2 AI 모델을 상기 AI 분석부(200)에 저장하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템.
According to claim 3,
The AI processing unit 10
Second learning data that collects image-related information including image information of the movement of fish in the water and on the surface of the water at predetermined times for each of a plurality of stages in a time series after feeding is provided in the farm collection unit 13; and
a second learning processing unit 14 that inputs information by the second learning data collection unit 13 to a pre-stored second AI network and performs learning processing;
Including,
An automatic feeding system for an AI-based fish farm that stores the second AI model based on the learning result of the second learning processing unit 14 in the AI analysis unit 200.
제 4항에 있어서
상기 수질 입력부(110)는
상기 수질 관련 정보로 수온 정보 및 용존 산소 정보를 포함하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템.
According to claim 4
The water quality input unit 110
An automatic feeding system for an AI-based fish farm that includes water temperature information and dissolved oxygen information as the water quality related information.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 연산 처리 수단에 의해 각 단계가 수행되는 AI 기반 양식장의 자동 급이 시스템에 의한 AI 기반 양식장의 자동 급이 방법으로서,
양식장에 대한 수질 관련 정보 및 영상 관련 정보를 입력받는 데이터 입력 단계(S100);
저장된 제1 및 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 데이터 입력 단계(S100)에 의한 정보를 분석하여, 양식장의 사료 급이량 정보를 추출하는 AI 분석 단계(S200);
상기 AI 분석 단계(S200)에 의한 사료 급이량 정보에 기초하여, 연계되어 있는 양식장 내 사료 공급 수단의 제어를 위한 제어 신호를 생성하는 급이 제어 단계(S300); 및
상기 급이 제어 단계(S300)에 의한 제어 신호에 따라, 양식장 내 사료 공급을 수행하는 사료 공급 단계(S400);
를 포함하며,
상기 AI 분석 단계(S200)를 수행하기 전,
사전에, 양식장 내 사료 공급량에 따른 수질 관련 정보 및 양식장 내 사료 공급에 따른 어류의 움직임을 촬영한 영상 관련 정보를 수집하여, 기저장된 AI 네트워크에 의한 학습 처리를 수행하여, AI 모델을 저장하는 AI 처리 단계(S10);
를 포함하며,
상기 데이터 입력 단계(S100)는
양식장의 수조 내부에 설치된 센싱 수단을 이용하여, 기설정된 소정 시간 단위로, 수온 정보 및 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 입력받는 수질 입력 단계(S110); 및
양식장의 수조 내부 및 수조 외부에 각각 설치된 촬영 수단을 이용하여, 각 촬영 수단으로부터 기설정된 소정 시간 단위로, 수중에서 어류의 움직임 촬영 정보와 수표면에서 어류의 움직임 촬영 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 입력받는 영상 입력 단계(S120);
를 더 포함하고,
상기 AI 분석 단계(S200)는
상기 제1 AI 모델을 이용하여, 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보를 입력하여 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보를 출력하는 제1 분석 단계(S210);
상기 제2 AI 모델을 이용하여, 상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보를 입력하여 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 출력하는 제2 분석 단계(S220); 및
상기 제1 분석 단계(S210)에 의한 예측되는 양식장의 사료 급이량 단계 정보와, 상기 제2 분석 단계(S220)에 의한 예측되는 어류의 움직임 단계 정보를 통합 분석하여, 양식장 내로 급이해야 할 최종 사료 급이량 정보를 산출하는 최종 분석 단계(S230);
를 더 포함하고,
상기 최종 분석 단계(S230)는
상기 영상 입력 단계(S120)에 의한 영상 관련 정보의 화질 선명도를 분석하고, 상기 제2 분석 단계(S220)에 의해 예측되는 어류의 움직임 단계 정보에 상기 화질 선명도의 분석 결과와 대응되는 가중치를 설정하여 상기 최종 사료 급이량 정보를 산출하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 방법.
An automatic feeding method for an AI-based fish farm by an automatic feeding system for an AI-based fish farm in which each step is performed by an arithmetic processing means,
A data input step of receiving water quality related information and image related information about the farm (S100);
An AI analysis step (S200) of extracting feed amount information of the farm by analyzing the information obtained in the data input step (S100) using the stored first and second AI models;
A feeding control step (S300) of generating a control signal for controlling a feed supply means in the farm based on the feed amount information from the AI analysis step (S200); and
Feed supply step (S400) of performing feed supply in the farm according to the control signal by the feed control step (S300);
Including,
Before performing the AI analysis step (S200),
In advance, AI that collects information related to water quality according to the amount of feed in the farm and video related to the movement of fish according to the supply of feed in the farm, performs learning processing by the pre-stored AI network, and saves the AI model. processing step (S10);
Including,
The data input step (S100) is
A water quality input step (S110) of receiving water quality related information including water temperature information and dissolved oxygen information in predetermined time units using a sensing means installed inside the water tank of the farm; and
Image-related information including information about the movement of fish in the water and information about the movement of fish on the surface of the water is captured in predetermined time units from each of the photographing means using the photographing means installed inside and outside the tank in the farm. An input image input step (S120);
Including more,
The AI analysis step (S200)
A first analysis step (S210) of inputting water quality-related information from the water quality input step (S110) and outputting information on a feed supply amount stage of the farm predicted by using the first AI model;
a second analysis step (S220) of inputting image-related information from the image input step (S120) and outputting predicted movement stage information of the fish using the second AI model; and
The feed feeding amount stage information predicted by the first analysis step (S210) and the movement stage information of the fish predicted by the second analysis step (S220) are integrated and analyzed, A final analysis step of calculating final feed amount information (S230);
Including more,
The final analysis step (S230)
The image quality sharpness of the image-related information is analyzed by the image input step (S120), and a weight corresponding to the analysis result of the image quality sharpness is set to the motion stage information of the fish predicted by the second analysis step (S220). An automatic feeding method for an AI-based farm that calculates the final feed amount information.
제 11항에 있어서,
상기 AI 처리 단계(S10)는
기설정된 다수의 단계 별 사료 공급량 정보에 따른 수온 정보, 용존 산소 정보를 포함하는 수질 관련 정보를 수집하고, 기저장된 제1 AI 네트워크로 수집한 정보를 입력하여 학습 처리를 수행하는 제1 학습 단계(S11);
를 포함하며,
상기 제1 학습 단계(S11)의 학습 결과에 의한 제1 AI 모델을 저장하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 방법.
According to claim 11,
The AI processing step (S10)
A first learning step of collecting water quality-related information including water temperature information and dissolved oxygen information according to a plurality of preset feed supply amount information for each step, and performing learning processing by inputting the collected information to a pre-stored first AI network ( S11);
Including,
An automatic feeding method for an AI-based farm that stores the first AI model based on the learning result of the first learning step (S11).
제 12항에 있어서,
상기 AI 처리 단계(S10)는
양식장 내 사료 공급이 이루어지고 난 후, 시계열 순에 따라, 기설정된 다수의 단계 별 소정 시간 마다 수중 및 수표면에서 어류의 움직임을 촬영한 영상 정보를 포함하는 영상 관련 정보를 수집하고, 기저장된 제2 AI 네트워크로 수집한 정보를 입력하여 학습 처리를 수행하는 제2 학습 단계(S12);
를 포함하며,
상기 제2 학습 단계(S12)의 학습 결과에 의한 제2 AI 모델을 저장하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 방법.
According to claim 12,
The AI processing step (S10)
After the feed is supplied in the farm, image information including image information of the movement of fish in the water and on the surface of the water is collected at predetermined times for each of a plurality of predetermined steps in a time series order, and stored 2 A second learning step (S12) of performing learning processing by inputting the collected information to the AI network;
Including,
An automatic feeding method for an AI-based farm that stores a second AI model based on the learning result of the second learning step (S12).
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 11항에 있어서,
상기 제1 분석 단계(S210)는
입력되는 상기 수질 입력 단계(S110)에 의한 수질 관련 정보에 대해서, 기설정된 최대값 또는, 최소값을 기준으로, 최대값 초과인 수질 관련 정보는 최대값으로 맵핑하고, 최소값 미만인 수질 관련 정보는 최소값으로 맵핑하여, 상기 제1 AI 모델에 입력하는, AI 기반 양식장의 자동 급이 방법.
According to claim 11,
The first analysis step (S210)
Regarding the input water quality related information in the water quality input step (S110), based on a preset maximum value or minimum value, water quality related information exceeding the maximum value is mapped to the maximum value, and water quality related information below the minimum value is mapped to the minimum value. An automatic feeding method for an AI-based farm that is mapped and input to the first AI model.
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