KR102540899B1 - Intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence - Google Patents

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KR102540899B1
KR102540899B1 KR1020200168565A KR20200168565A KR102540899B1 KR 102540899 B1 KR102540899 B1 KR 102540899B1 KR 1020200168565 A KR1020200168565 A KR 1020200168565A KR 20200168565 A KR20200168565 A KR 20200168565A KR 102540899 B1 KR102540899 B1 KR 102540899B1
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최한석
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Abstract

본 발명은 양식장에서 어류에 사료를 공급하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 관리자가 자신의 경험 등에 의존하여 임의로 급여함으로 인해 적절한 급여량이 공급되지 못하고 노동력이 많이 요구되었던 기존의 수동 공급방식의 문제점과, 단순히 미리 정해진 시간과 급여량에 따라서만 사료를 공급함으로 인해 어류의 생육에 최적인 공급량이 투여되지 못하는 문제가 있었던 종래기술의 자동 사료공급기들의 문제점을 해결하여, 인공지능(AI)을 통해 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되는 데 더하여, 사료공급 및 양식작업 전반에 대한 각종 정보를 사용자의 스마트폰이나 컴퓨터 등을 통해 원격으로 확인하고 사료공급 과정을 제어할 수 있도록 구성됨으로써, 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있는 동시에, 현장에 있지 않아도 원격제어를 통해 정확한 사료공급이 이루어질 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템이 제공된다. The present invention relates to an apparatus and method for supplying feed to fish in a farm. Artificial intelligence (AI) solves the problem of the supply method and the problem of the automatic feeders of the prior art, which had the problem of not being able to administer the optimal supply amount for fish growth due to simply supplying feed only according to the predetermined time and feeding amount. ) automatically determines the appropriate amount of feed depending on the fish species, growth or activity, and evenly supplies the required amount of feed throughout the farm. By being configured to remotely check and control the feeding process through a smartphone or computer, it is possible to solve all the disadvantages of the existing manual feeding method and automatic feeding machines, and at the same time, remote control is possible even if you are not on site. Provided is an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence configured to ensure accurate feeding through

Description

인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템{Intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence} Intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence}

본 발명은 양식장에서 사육되는 어류들에게 사료를 공급하기 위한 사료공급장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 종래, 양식장에서 사료를 공급시, 양식장 관리자가 직접 살포하는 기존의 수동 공급방식은 노동력이 많이 요구되고, 양식장의 크기나 어종에 따른 차이 및 급여시간 등을 고려하지 않고 양식장 관리자가 자신의 경험 등에 의존하여 임의로 급여함으로 인해 적절한 급여량이 유지되지 못하고 사료가 낭비되는 경우가 많은 데 더하여, 수동으로 살포함으로 인해 사료가 양식장 전체에 고르게 살포되지 못하여 양식어류의 균일한 성장에 방해요인이 되는 문제가 있었던 종래기술의 양식장 사료 공급방식의 문제점을 해결하기 위해, 인공지능(Artificial Intelligence ; AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 어민인구의 감소로 인한 노동력 부족의 문제와 사료의 수동 공급방식으로 인한 문제점을 모두 해소할 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a feed supply device and method for supplying feed to fish raised in a farm, and more particularly, when supplying feed in a farm, a conventional manual feeding method in which a farm manager directly sprays feed A lot of labor is required, and because the farm manager arbitrarily pays based on his experience without considering the size of the farm or the difference according to the fish species and the feeding time, the proper amount of feed cannot be maintained and feed is wasted in many cases. , In order to solve the problem of the prior art farm feed supply method, which had a problem that the feed was not evenly distributed throughout the farm due to manual spraying, which hindered the uniform growth of farmed fish, artificial intelligence (AI) ), it is configured to accurately determine the appropriate amount of feed depending on the fish species, growth or activity of farmed fish, and evenly supply the required amount of feed throughout the farm. It relates to an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence that is configured to solve both problems and problems caused by the manual feeding method of feed.

또한, 본 발명은, 종래, 상기한 바와 같은 수동 공급방식의 문제점을 해결하기 위한 기존의 자동 사료공급기들은, 수동 사료공급에 비해 노동력을 절감할 수는 있으나, 해당 어종의 생육이나 활동 등에 기반한 정확한 근거 없이 단순히 사용자에 의해 미리 정해진 시간과 급여량에 따라서만 사료를 공급하도록 구성됨으로 인해, 부정확한 사료 공급량이 전체 양식장에서 일부 부분에만 집중 투여되어 양식장내 모든 어류의 고른 성장에 방해가 되고 먹이경쟁에 의해 어류에 상처가 발생하는 데 더하여, 사료의 과잉공급에 따른 수질오염을 야기하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 자동 사료공급기들의 문제점을 해결하기 위해, 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 관한 것이다. In addition, the present invention, conventional automatic feeding machines for solving the problems of the manual feeding method as described above can save labor compared to manual feeding, but accurate accuracy based on the growth or activity of the fish species. Because it is configured to supply feed only according to the time and feeding amount pre-determined by the user without grounds, inaccurate feed supply is intensively administered to only a part of the entire farm, which hinders the even growth of all fish in the farm and leads to food competition. In order to solve the problems of conventional automatic feeders, which had a problem of causing water pollution due to oversupply of feed, in addition to injury to fish by artificial intelligence (AI), fish species and It is configured to accurately determine the appropriate feeding amount according to growth or activity and automatically supply the required amount of feed throughout the farm, thereby solving the disadvantages of both the existing manual feeding method and automatic feeding machines. It relates to an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence configured to

아울러, 본 발명은, 상기한 바와 같이 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 필요한 사료의 양을 보다 더 정밀하고 정확하게 공급하는 것에 의해 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있는 동시에, 인공지능(AI)을 통해 얻어진 사료공급 및 양식작업 전반에 대한 각종 정보를 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터 등을 통해 모바일이나 웹으로 접속하여 원격으로 확인하고 사료공급 과정을 제어할 수 있도록 구성됨으로써, 사용자가 양식장 현장에 있지 않아도 원격제어를 통해 항상 정확하고 적절한 사료공급이 이루어질 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 관한 것이다. In addition, the present invention, as described above, is a conventional manual feeding method and automatic feed by more precisely and accurately supplying the amount of feed required according to the fish species, growth, activity, etc. of farmed fish through artificial intelligence (AI). At the same time, it is possible to solve all the disadvantages of feeders, and at the same time, various information on feed supply and overall aquaculture work obtained through artificial intelligence (AI) can be accessed remotely through mobile or web via a user's smartphone, tablet PC or computer. An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence configured to check and control the feeding process, so that accurate and appropriate feeding can always be performed through remote control even if the user is not at the farm site. will be.

일반적으로, 양식장에서 어류를 양식하기 위해서는 일정 시간마다 일정량의 사료를 공급해 주어야 하며, 이러한 사료의 공급량이나 주기는 어종이나 양식장의 상태 및 활동정도 등에 따라 달라지게 된다. In general, in order to farm fish in a farm, a certain amount of feed must be supplied for a certain amount of time.

또한, 종래에는, 일반적으로, 사람이 직접 사료통을 들고 다니면서 양식장에 살포하는 수동 공급방식으로 사료를 공급하는 경우가 많았으나, 이러한 수동 공급방식은 노동력이 많이 요구되는 데 더하여, 양식장의 크기나 어종에 따른 차이 및 급여시간 등을 고려하지 않고 양식장 관리자가 자신의 경험 등에 의존하여 임의로 사료를 살포하는 경우가 대부분이었다. In addition, in the past, in general, there were many cases in which feed was supplied by a manual supply method in which a person carries a feed container and sprays it on the farm, but this manual supply method requires a lot of labor, in addition to the size of the farm and the type of fish. In most cases, the farm manager arbitrarily sprayed feed based on his or her own experience, without considering the difference in feeding time and feeding time.

따라서 종래의 수동 공급방식은, 관리자가 자신의 경험 등에만 의존하여 임의로 사료를 살포함으로 인해, 어종별로 최적의 급여량이 공급되지 못하고 사료가 낭비되거나, 사료가 양식장 전체에 고르게 살포되지 못하여 양식어류의 균일한 성장에 방해가 되는 문제가 있었다. Therefore, in the conventional manual feeding method, because the manager arbitrarily spreads the feed depending only on his/her own experience, the optimum feeding amount for each fish species is not supplied and feed is wasted, or the feed is not evenly distributed throughout the farm, resulting in damage to the farmed fish. There was a problem that hindered uniform growth.

이에, 최근에는, 상기한 바와 같은 기존의 수동 공급방식의 문제점을 해결하기 위해 미리 정해진 양에 따라 자동으로 사료를 공급하도록 구성되는 자동 사료공급기가 널리 사용되고 있다. Accordingly, in recent years, in order to solve the problems of the existing manual feeding method as described above, an automatic feeding machine configured to automatically supply feed according to a predetermined amount has been widely used.

여기서, 상기한 바와 같은 사료 공급장치 및 방법에 대한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1620587호에 제시된 바와 같은 "양어장 자동 사료공급장치"가 있다. Here, as an example of the prior art for the feed supply device and method as described above, there is, for example, a "fish farm automatic feed feed device" as suggested in Korean Patent Registration No. 10-1620587.

더 상세하게는, 상기한 한국 등록특허공보 제10-1620587호는, 하우징 전단면에 토출공간이 형성된 본체, 본체 내부에 사료가 저장되며 하단에 배출구가 관통된 호퍼, 호퍼의 하단 일측에 사료의 저장량을 감지하기 위한 센서가 형성된 사료저장부, 사료저장부와 연통되도록 상/하단부에 투입구 및 인출구가 관통된 수납케이싱, 수납케이싱의 내측에서 회동축에 의해 회동하도록 설치되며 사료를 정량만큼 토출시키도록 수납공간에 요입구가 60~90°각도로 형성된 차단버킷, 회동축의 일측에 체결되어 회동축을 회동시키기 위한 구동수단, 인출구의 하부에서 본체 하우징의 토출공간의 상단부를 관통되도록 구비된 토출구로 형성된 정량토출부, 본체의 토출공간에 내입 설치되며 토출구로부터 배출되는 사료를 살포하도록 구동수단 및 수직회전축에 의해 원심회전하는 회전살포기로 형성된 비산부를 포함하여, 양어용 펠렛사료를 설정량만큼 설정된 시간에 자동으로 살포할 수 있도록 구성되는 양어장 자동사료공급장치에 관한 것이다. More specifically, the aforementioned Korean Patent Registration Publication No. 10-1620587 discloses a main body having a discharge space formed on the front surface of the housing, a hopper in which feed is stored and a discharge port penetrated at the bottom, and feed on one side of the lower end of the hopper. A feed storage unit with a sensor for detecting the stored amount, a storage casing with input and output ports passing through the top and bottom to communicate with the feed storage unit, and installed to rotate by a pivoting shaft inside the storage casing to discharge the fixed amount of feed A blocking bucket with a concave inlet formed at an angle of 60 to 90 ° in the catalog storage space, a driving means fastened to one side of the rotation shaft to rotate the rotation shaft, and a discharge port provided to pass through the upper end of the discharge space of the body housing from the lower part of the outlet It is installed inside the discharge space of the main body and includes a scattering unit formed by a rotary spreader that rotates centrifugally by a driving means and a vertical rotation shaft to spread the feed discharged from the discharge port, setting a set amount of pellet feed for fish farming It relates to an automatic feed supply system for a fish farm configured to automatically spray on time.

또한, 상기한 바와 같은 사료 공급장치 및 방법에 대한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 공개특허공보 제10-2013-0000145호에 제시된 바와 같은 "양어장의 사료공급장치"가 있다. In addition, another example of the prior art for the feed supply device and method as described above is, for example, a "feed supply device for a fish farm" as presented in Korean Patent Publication No. 10-2013-0000145.

더 상세하게는, 상기한 한국 공개특허공보 제10-2013-0000145호는, 사료를 수용하는 호퍼, 호퍼의 하부에 위치하여 호퍼로부터 낙하하는 사료를 회전력에 의해 흩뿌리면서 분사하는 회전판, 회전판을 회전시키는 동력부, 사용자로부터 동작시간이 설정되면 동력부에 그 동작시간만큼의 동력을 인가하는 컨트롤러를 포함하여, 자동으로 일정 시간마다 정해진 사료를 양어장에 공급하는 것에 의해 인력소모를 감소시킴과 함께 물고기들의 먹이경쟁에 따른 상처를 방지할 수 있도록 구성되는 양어장의 사료공급장치에 관한 것이다. More specifically, the above Korean Patent Publication No. 10-2013-0000145 discloses a hopper for accommodating feed, a rotating plate located at the bottom of the hopper and spraying feed falling from the hopper by a rotational force, rotating the rotating plate Including a power unit that allows the user to set the operation time, including a controller that applies power for the operation time to the power unit, reducing manpower consumption by automatically supplying the feed to the fish farm at regular intervals. It relates to a feed supply device for fish farms configured to prevent injuries due to competition for food.

상기한 바와 같이, 종래, 양식장용 자동 사료공급장치에 관하여 여러 가지 기술내용들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 내용들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다. As described above, various technical details have been proposed regarding automatic feeding devices for fish farms, but the contents of the prior art as described above have the following problems.

즉, 현재 국내에서 활용되고 있는 자동화된 어류 사료공급장치는 대부분 미리 정해진 일정량의 사료를 미리 정해진 특정 시간에 맞추어 양식장에 공급하는 방식으로, 이와 같이 자동 사료공급장치를 이용하여 사료공급 작업을 자동화하는 것을 통해 고령화에 따른 어민인구의 감소로 인한 노동력 부족의 문제와 고가인 양식장 관리 인건비를 절감할 수 있다. In other words, most of the automated fish feeding devices currently used in Korea supply a predetermined amount of feed to the farm at a specific time. Through this, it is possible to reduce the problem of labor shortage due to the decrease in the fisherman population due to aging and the expensive farm management labor cost.

반면, 상기한 바와 같은 종래기술의 자동 사료공급장치들은, 단순히 미리 정해진 시간과 공급량에 대한 설정대로만 사료를 공급하도록 구성되는 것이 대부분이며, 그로 인해, 양식 생산성에 결정적 요인이 되는 고가의 사료량을 지능적으로 적절히 조절하기는 매우 어렵다. On the other hand, most of the automatic feeding devices of the prior art as described above are simply configured to supply feed only according to the preset time and supply amount, thereby reducing the expensive feed amount, which is a decisive factor in aquaculture productivity. It is very difficult to properly adjust intelligently.

더 상세하게는, 특히, 수조식 육상 수산 양식에서 양식 어종의 성장과 양식장의 경제성 향상을 위하여는 사료공급의 적절성이 매우 중요하며, 기존의 생사료를 이용한 수산 양식이 질병발생의 큰 원인으로 부각되어 법적으로 생사료 급이가 차단됨으로 인해, 육상 수조 양식장에서는 인공적으로 생산된 고가의 사료를 인력을 이용하여 공급하거나 자동 사료공급장치를 이용하여 공급하고 있다. More specifically, the adequacy of feed supply is very important for the growth of aquaculture species and the improvement of the economic feasibility of farms, especially in tank-type land-based aquaculture, and aquaculture using existing live feed has emerged as a major cause of disease, and legal Due to the blocking of live feed, land-based fish farms supply artificially produced, expensive feed by manpower or by using an automatic feeding device.

여기서, 현재 양식장의 고용인력은 매우 고령화 되어 있고 인건비도 매우 높으므로 고가의 사료를 적절하게 공급하여 사료의 효율성을 높이는 것이 양식에서 매우 중요한 핵심 요소이나, 현재 활용되고 있는 자동화된 어류용 사료공급장치는 특정 시간과 일정량의 사료를 시간에 맞추어 수조에 공급하는 방식으로, 고가의 인건비는 줄일 수 있으나 사료 급이량이 어류의 생육환경(온도, 용존산소량 등) 및 활동상태(배고픔, 배부름 등)와는 상관없이 양식 관리자의 경험에 의해 정해지고 있음으로 인해 사료가 과소 또는 과대로 공급되는 문제가 있다. Here, since the current workforce at the farm is very aging and the labor cost is very high, it is a very important key factor in aquaculture to properly supply expensive feed and increase feed efficiency, but the currently used automated fish feeding device is a method of supplying a certain amount of feed to the tank at a specific time and time, which can reduce expensive labor costs, but the amount of feed is not sufficient for the fish's growth environment (temperature, dissolved oxygen, etc.) and activity status (hunger, fullness, etc.) Regardless, there is a problem of under- or over-supply of feed because it is determined by the experience of the farm manager.

즉, 만일 사료가 과소 공급되었을 경우는 어류의 성장이 잘 안되고, 과대 공급 되었을 경우에는 대부분의 사료가 수조에 찌꺼기로 남아 부패의 원인이 되어 수질오염 및 그로 인한 어류의 질병발생 원인이 되기도 한다. That is, if the feed is under-supplied, the growth of the fish does not work well, and if the feed is over-supplied, most of the feed remains in the tank as remnants and causes decay, resulting in water pollution and resulting disease in fish.

그러나 상기한 바와 같은 종래기술의 자동 사료공급장치들은, 단지 미리 정해진 시간에 미리 정해진 양으로 사료를 공급하는 데에만 초점을 두고 있을 뿐, 상기한 바와 같이 각각의 양식장 환경에서 최적의 공급량을 결정하여 자동으로 사료를 공급하는 구체적인 구성에 대하여는 제시된 바 없었다. However, the automatic feeding devices of the prior art as described above are only focused on supplying feed in a predetermined amount at a predetermined time, and as described above, by determining the optimal supply amount in each farm environment A specific configuration for automatically supplying feed has not been suggested.

이에, 상기한 바와 같은 종래기술의 자동 사료공급장치들의 문제점을 해결하기 위하여는, 예를 들면, 인공지능(Artificial Intelligence ; AI)을 이용하여, 양식어류의 어종 및 현재 생육환경 정보와 실시간 활동상태 등의 정보를 기반으로 최적의 공급량을 산출하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 양식장에서 어류의 성장률을 적절하게 유지하면서 사료공급의 효율성을 극대화하여 기존의 수동 공급방식 및 자동 공급장치들의 문제점을 모두 해소할 수 있는 동시에, 원격제어가 가능하여 사용자가 양식장 현장에 있지 않아도 원격제어를 통해 항상 정확하고 적절한 사료공급이 이루어질 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 자동 사료공급장치 및 방법을 제시하는 것이 바람직하나, 이직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다. Therefore, in order to solve the problems of the automatic feeding devices of the prior art as described above, for example, by using artificial intelligence (AI), fish species of farmed fish and current growth environment information and real-time activity status The optimal supply amount is calculated based on the information such as fish farm, etc., and the process of supplying the necessary amount of feed evenly throughout the farm is automatically performed, maximizing the efficiency of feed supply while maintaining the growth rate of fish in the farm. A new configuration that can solve all the problems of the existing manual feeding method and automatic feeding devices, and at the same time, remote control is possible so that accurate and appropriate feeding can always be achieved through remote control even if the user is not at the farm site. It is desirable to present an automatic feed supplying device and method, but a device or method that satisfies all such demands until turnover has not been provided.

한국 등록특허공보 제10-1620587호 (2016.05.04.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1620587 (2016.05.04.) 한국 공개특허공보 제10-2013-0000145호 (2013.01.02.)Korean Patent Publication No. 10-2013-0000145 (2013.01.02.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 양식장의 크기나 어종에 따른 차이 및 급여시간 등을 고려하지 않고 양식장 관리자가 자신의 경험 등에 의존하여 임의로 급여함으로 인해 적절한 급여량이 유지되지 못하고 노동력이 많이 요구되는 데 더하여, 수동으로 살포함으로 인해 사료가 양식장 전체에 고르게 살포되지 못하여 양식어류의 균일한 성장에 방해가 되는 문제가 있었던 종래기술의 양식장 사료 공급방식의 문제점을 해결하기 위해, 인공지능(Artificial Intelligence ; AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 어민인구의 감소로 인한 노동력 부족의 문제와 사료의 수동 공급방식으로 인한 문제점을 모두 해소할 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 제공하고자 하는 것이다. The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and therefore, an object of the present invention is, without considering the size of the farm or the difference according to the fish species and the feeding time, etc., the farm manager arbitrarily depending on his experience In addition to the fact that due to feeding, the proper amount of feeding cannot be maintained and a lot of labor is required, the feed is not evenly distributed throughout the farm due to manual spraying, which hinders the uniform growth of farmed fish. In order to solve the problem of the method, artificial intelligence (AI) accurately determines the appropriate amount of feed depending on the fish species, growth, and activity of farmed fish, and automatically supplies the necessary amount of feed throughout the farm. It is intended to provide an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, which is configured to solve both the problem of labor shortage due to the decrease in the fisherman population and the problem caused by the manual supply method of feed. .

또한, 본 발명의 다른 목적은, 수동 사료공급 방식에 비해 노동력을 절감할 수는 있으나 어종의 생육이나 활동 등에 기반한 정확한 근거 없이 단순히 사용자에 의해 미리 정해진 시간과 급여량에 따라서만 사료를 공급하도록 구성됨으로 인해, 부정확한 사료 공급량이 전체 양식장에서 일부 부분에만 집중 투여되어 양식장내 모든 어류의 고른 성장에 방해가 되고 먹이경쟁에 의해 어류에 상처가 발생하는 데 더하여, 사료의 과잉공급에 따른 수질오염 및 질병발생을 야기하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 자동 사료공급기들의 문제점을 해결하기 위해, 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성됨으로써, 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 제공하고자 하는 것이다. In addition, another object of the present invention is that it is possible to reduce labor compared to the manual feeding method, but it is configured to supply feed only according to the time and amount of feeding simply predetermined by the user without accurate grounds based on the growth or activity of fish species. As a result, inaccurate feed supply is intensively administered to only a part of the entire farm, which hinders the even growth of all fish in the farm, and damages the fish due to food competition, as well as water pollution and disease due to oversupply of feed. In order to solve the problem of automatic feeding machines of the prior art, which had problems causing the occurrence of fish, artificial intelligence (AI) accurately determines the appropriate feeding amount according to the fish species, growth or activity of farmed fish, and provides the necessary amount of feed. Provides an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, which is configured to automatically perform the processing of feeding evenly throughout the farm, thereby solving the disadvantages of both the existing manual feeding method and automatic feeding machines It's what you want to do.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기한 바와 같이 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 필요한 사료의 양을 보다 더 정밀하고 정확하게 공급하는 것에 의해 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있는 동시에, 인공지능(AI)을 통해 얻어진 사료공급 및 양식작업 전반에 대한 각종 정보를 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터 등을 통해 모바일이나 웹으로 접속하여 원격으로 확인하고 사료공급 과정을 제어할 수 있도록 구성됨으로써, 사용자가 양식장 현장에 있지 않아도 원격제어를 통해 항상 정확하고 적절한 사료공급이 이루어질 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 제공하고자 하는 것이다. In addition, another object of the present invention, as described above, is to more precisely and accurately supply the amount of feed required according to the fish species and growth or activity of farmed fish through artificial intelligence (AI), which is the conventional manual feed supply. It is possible to solve all the disadvantages of feeding methods and automatic feeding machines, and at the same time, various information on feeding and overall farming operations obtained through artificial intelligence (AI) can be transferred to the mobile or web through the user's smartphone, tablet PC or computer. Intelligent automatic feed for fish farms using artificial intelligence configured so that accurate and proper feeding can always be achieved through remote control even if the user is not at the farm site by being configured to access and remotely check and control the feeding process. It is to provide a supply system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 있어서, 양식장에 사료를 공급하도록 이루어지는 사료공급기; 및 상기 사료공급기를 원격으로 제어하기 위한 원격제어 단말기를 포함하여 구성되고, 상기 사료공급기는, 상기 원격제어 단말기로부터 전송되는 제어명령에 따라 원격으로 사료공급이 가능하도록 구성되는 동시에, 인공지능(AI)을 이용하여, 양식장 및 양식어류에 대한 최적의 급여량을 결정하고 결정된 급여량에 따라 사료공급이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템이 제공된다. In order to achieve the above object, according to the present invention, an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence includes a feeder configured to supply feed to the farm; and a remote control terminal for remotely controlling the feeder, wherein the feeder is configured to remotely supply feed according to a control command transmitted from the remote control terminal, and at the same time, the artificial intelligence (AI) ), an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence is provided, characterized in that it is configured to determine the optimal feeding amount for the farm and farmed fish and to automatically supply the feed according to the determined feeding amount. .

여기서, 상기 원격제어 단말기는, 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터(PC)에 원격제어 및 모니터링을 위한 전용의 프로그램을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, the remote control terminal is characterized in that it is configured by installing a dedicated program for remote control and monitoring in a user's smartphone, tablet PC or computer (PC).

또한, 상기 사료공급기는, 양식장에 공급하기 위한 사료가 저장되는 사료탱크를 포함하여 이루어지는 사료저장부; 상기 사료저장부에 저장된 사료를 배출하기 위해 상기 사료저장부의 적어도 일측을 개폐하는 제 1 슬라이드; 상기 제 1 슬라이드의 개폐를 제어하기 위한 제 1 리미트 스위치; 상기 제 1 슬라이드의 개방시 상기 사료저장부로부터 배출되는 사료의 양을 측정하기 위한 측정수단을 포함하여 이루어지는 계측부; 상기 계측부의 적어도 일측을 개폐하는 제 2 슬라이드; 상기 제 2 슬라이드의 개폐를 제어하기 위한 제 2 리미트 스위치; 상기 제 2 슬라이드의 개방시 상기 계측부로부터 배출되는 사료를 외부로 공급하기 위한 적어도 하나의 사료배출구; 상기 사료배출구를 개폐하기 위한 제 3 슬라이드; 상기 계측부로부터 배출되는 사료를 상기 사료배출구를 통해 외부로 내보내기 위한 송풍기를 포함하여 이루어지는 송풍부; 상기 원격제어 단말기를 포함하는 외부 기기와의 통신을 위한 무선통신모듈을 포함하여 이루어지는 통신부; 사료의 공급량과 공급시간 및 상기 사료공급기의 동작에 대한 각종 제어명령이나 설정값을 입력하기 위해 일측에 구비되는 제어패널; 및 상기 제어패널을 통해 입력되거나 상기 원격제어 단말기로부터 전송되는 제어명령에 따라 상기 사료공급기의 전체적인 동작을 제어하며, 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model ; FIIFF 추론모델)을 이용하여, 인공지능(AI)을 통해 양식장 및 양식어류에 대한 최적의 급여량을 결정하고, 결정된 급여량에 따라 공급계획을 수립하여 자동으로 사료공급을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the feed supply unit includes a feed storage unit including a feed tank in which feed for supply to the farm is stored; a first slide opening and closing at least one side of the feed storage unit to discharge the stored feed; a first limit switch for controlling opening and closing of the first slide; a measuring unit including a measuring means for measuring the amount of feed discharged from the feed storage unit when the first slide is opened; a second slide opening and closing at least one side of the measuring unit; a second limit switch for controlling opening and closing of the second slide; at least one feed outlet for supplying the feed discharged from the measuring unit to the outside when the second slide is opened; a third slide for opening and closing the feed outlet; a blower unit including a blower for exporting the feed discharged from the measuring unit to the outside through the feed outlet; a communication unit comprising a wireless communication module for communication with an external device including the remote control terminal; A control panel provided on one side to input various control commands or set values for the supply amount and supply time of feed and the operation of the feed feeder; and controlling the overall operation of the feeder according to a control command input through the control panel or transmitted from the remote control terminal, and a fuzzy inference based Intelligent Fish Feeding Model; FIIFF reasoning model) to determine the optimal feeding amount for farms and farmed fish through artificial intelligence (AI), establish a supply plan according to the determined feeding amount, and automatically control feed supply. It is characterized in that it is composed of.

아울러, 상기 사료공급기는, 상기 사료저장부에 사료를 저장하여 두고, 상기 사료공급시 장치의 일측에 구비된 상기 제어패널이나 상기 원격제어 단말기를 통해 급여량이 입력되면, 입력된 값에 따라서 상기 제 3 슬라이드가 사료 급이방향으로 이동하고, 상기 제 1 슬라이드가 상기 제 1 리미트 스위치에 접촉할 때까지 이동하여 상기 사료저장부를 개방하는 것에 의해 상기 사료저장부에 저장되어 있던 사료를 상기 계측부로 이동시키며, 상기 계측부에 입력된 무게만큼의 사료가 쌓인 것이 감지되면, 상기 제 1 슬라이드를 폐쇄하고 상기 제 2 슬라이드가 상기 제 2 리미트 스위치에 접촉할 때까지 이동하여 상기 계측부를 개방하는 것에 의해 입력된 무게만큼의 사료를 상기 사료배출구 측으로 이동시키고, 상기 제어패널이나 상기 원격제어 단말기를 통해 입력된 송풍강도에 따라 상기 송풍부의 송풍기가 작동되면서 상기 사료배출구로 이동되는 사료를 외부로 내보내는 것에 의해 사료의 공급이 이루어지며, 상기 계측부에 모인 사료가 모두 빠져나간 것이 감지되면 상기 제 2 슬라이드를 이동하여 상기 계측부를 폐쇄하고 사료의 공급을 종료하도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the feed feeder stores feed in the feed storage unit, and when the feed amount is input through the control panel or the remote control terminal provided on one side of the device during the feed supply, the feed amount is input according to the input value. 3 The slide moves in the feed feeding direction and moves until the first slide contacts the first limit switch to open the feed storage unit, thereby moving the feed stored in the feed storage unit to the measuring unit. and, when it is detected that the amount of feed as much as the input weight is accumulated in the measurement unit, the first slide is closed and the second slide moves until it contacts the second limit switch, thereby opening the measurement unit. Feed by weight is moved to the feed outlet side, and the feed moved to the feed outlet is exported to the outside while the blower of the blower operates according to the blowing strength input through the control panel or the remote control terminal. The feed is supplied, and when it is detected that all of the feed collected in the measuring unit has passed out, the second slide is moved to close the measuring unit and supply of the feed is terminated.

더욱이, 상기 사료공급기는, 상기 사료배출구를 2개 이상 다수로 형성하여 복수의 수조에 사료를 동시 공급할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the feed feeder is characterized in that it is configured to simultaneously supply feed to a plurality of tanks by forming two or more feed outlets.

또한, 상기 사료공급기는, 상기 송풍부의 송풍기에 사료가 충돌하여 발생하는 역류 및 파손을 방지하기 위한 보호분리막을 더 포함하여 구성되고, 상기 송풍부의 송풍강도를 단계별로 조절하여 사료의 배출거리 및 위치를 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the feed feeder is configured to further include a protective separator for preventing backflow and damage caused by colliding feed with the blower of the blower unit, and adjusting the blowing strength of the blower unit step by step to discharge distance of the feed. And it is characterized in that it is configured to be able to adjust the position.

아울러, 상기 사료공급기는, 일측에 설치된 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 실시간으로 사료의 잔량을 표시하고, 사료가 부족할 경우 사용자에게 사료부족 및 보충에 대한 알림을 보내며, 상기 사료공급기의 동작이나 사료공급 작업에 이상 발생시 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 해당 내용을 사용자에게 알리는 경고메시지를 보내는 모니터링 기능 및 원하는 시간에 원하는 양만큼의 사료를 공급 가능하도록 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 사료공급 시간과 공급량을 설정하는 예약공급 기능을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the feed feeder displays the remaining amount of feed in real time through the control panel and the remote control terminal installed on one side, and when the feed is insufficient, sends a notification to the user about feed shortage and supplementation, and operates the feed feeder. A monitoring function that sends a warning message informing the user of the corresponding content through the control panel and the remote control terminal when an abnormality occurs in the feed or feeding operation, and the control panel and the remote control terminal so that the desired amount of feed can be supplied at a desired time It is characterized in that it is configured to have a reservation supply function to set the feed supply time and supply amount through.

더욱이, 상기 FIIFF 추론모델은, 상기 FIIFF 추론모델의 입력변수 및 출력변수를 결정하는 변수결정단계; 상기 FIIFF 추론모델의 입력변수에 대한 퍼지집합을 결정하는 퍼지집합 결정단계; 상기 FIIFF 추론모델의 퍼지규칙을 생성하는 퍼지규칙 생성단계; 상기 퍼지집합 및 상기 퍼지규칙을 이용하여 FIIFF 추론 시스템을 구축하는 시스템 구축단계; 및 구축된 상기 FIIFF 추론 시스템의 성능을 평가하고 조정을 행하는 평가 및 조정단계를 포함하여, 맘다니형 퍼지추론(Mamdani-style fuzzy inference) 시스템을 기반으로 최종 급이량을 실시간으로 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Furthermore, the FIIFF inference model may include a variable determination step of determining input variables and output variables of the FIIFF inference model; a fuzzy set determining step of determining a fuzzy set for input variables of the FIIFF inference model; a fuzzy rule generation step of generating fuzzy rules of the FIIFF inference model; a system construction step of constructing a FIIFF inference system using the fuzzy set and the fuzzy rule; And an evaluation and adjustment step of evaluating the performance of the built FIIFF inference system and making adjustments, the process of determining the final feeding amount in real time based on the Mamdani-style fuzzy inference system It is characterized in that it is configured to perform.

여기서, 상기 변수결정단계는, 양식장의 생육환경과 어류의 성장 및 사료의 공급량에 대하여 측정 및 수집된 데이터로부터 수조의 실시간 온도(Temperature), 용존산소량(DO), 어종 개체의 전중(Weight), 어류의 활동상태(Swimming State)를 포함하는 4가지 요소를 입력변수로 설정하고, 최종 급이량(Feed)을 출력변수로 설정하여 상기 FIIFF 추론모델의 입력변수와 출력변수를 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Here, in the variable determination step, from the data measured and collected for the growth environment of the farm, the growth of fish and the amount of feed supplied, the real-time temperature of the tank, the amount of dissolved oxygen (DO), the total weight of the fish species, The process of determining the input and output variables of the FIIFF inference model by setting the four factors including the swimming state of the fish as input variables and setting the final feed amount as an output variable is performed It is characterized in that it is configured to be.

또한, 상기 퍼지집합 결정단계는, 상기 변수결정단계에서 결정된 각각의 입력변수에 대하여, 미리 정해진 기준에 따라 각 변수값의 범위를 구간별로 구분하여 퍼지집합을 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuzzy set determining step is characterized in that, for each input variable determined in the variable determining step, a process of determining a fuzzy set is performed by dividing the range of each variable value by section according to a predetermined criterion. to be

아울러, 상기 퍼지규칙 생성단계는, 상기 퍼지집합 결정단계에서 결정된 퍼지집합의 각 입력변수 값에 따른 출력변수의 값을 서로 대응시켜 입력변수와 출력변수 사이의 관계를 설정하는 규칙을 생성하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuzzy rule generation step includes a process of generating a rule for setting a relationship between an input variable and an output variable by matching output variable values according to each input variable value of the fuzzy set determined in the fuzzy set determining step. It is characterized in that it is configured to perform.

더욱이, 상기 시스템 구축단계는, 상기 퍼지규칙 생성단계에서 생성된 퍼지규칙에 근거하여, MATLAB 퍼지 로직 툴박스(Fuzzy Logic Toolbox)를 이용하여 상기 FIIFF 추론 시스템을 구축하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. Furthermore, in the system construction step, based on the fuzzy rules generated in the fuzzy rule generation step, the process of building the FIIFF inference system using MATLAB Fuzzy Logic Toolbox is configured to be performed. do.

또한, 상기 평가 및 조정단계는, 상기 시스템 구축단계에서 구축된 상기 FIIFF 추론 시스템의 입력변수 및 출력변수를 양식장의 실제 측정 데이터와 비교하여 재검토하고 퍼지집합의 인접범위를 조정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, in the evaluation and adjustment step, the input variables and output variables of the FIIFF inference system built in the system construction step are reviewed by comparing with the actual measured data of the farm, and the adjacent range of the fuzzy set is adjusted. Configured to be performed characterized by being

아울러, 상기 지능형 자동 사료공급 시스템은, 복수의 상기 사료공급기와 상기 원격제어 단말기 사이에서 통신을 주고받도록 이루어지고, 어종별 및 양식장별로 실제 사료 공급에 대한 데이터와 어류 성장률과의 상관관계를 분석하여 자동 급이를 위한 빅데이터를 구축하여 저장하며, 인공지능을 통해 상기 빅데이터에 대한 학습을 수행하여 상기 FIIFF 추론모델을 구축하고 각각의 상기 사료공급기에 대한 최적의 사료 공급량을 결정하여 전송하는 처리가 수행되도록 이루어지는 서버를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the intelligent automatic feeding system is configured to send and receive communication between a plurality of feeders and the remote control terminal, and analyzes the correlation between actual feed supply data and fish growth rate by fish species and farm Building and storing big data for automatic feeding, learning on the big data through artificial intelligence to build the FIIFF inference model, and determining and transmitting the optimal feed amount for each feeder Characterized in that it is configured to further include a server configured to perform.

더욱이, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 이용하여 양식장에 사료를 공급하도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급방법에 있어서, 상기 지능형 자동 사료공급 시스템을 통하여, 맘다니형 퍼지추론(Mamdani-style fuzzy inference) 시스템을 기반으로 최종 급이량을 실시간으로 결정하도록 구성되는 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)을 이용하여 최적의 급여량이 결정되는 급여량 결정단계; 및 상기 급여량 결정단계에서 결정된 급여량에 따라 상기 지능형 자동 사료공급 시스템의 사료공급기를 통하여 사료의 공급이 수행되는 사료공급단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급방법이 제공된다. Furthermore, according to the present invention, in the intelligent automatic feeding method for fish farms using artificial intelligence configured to supply feed to the farm using the intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence described above, the intelligent Through the automatic feeding system, a fuzzy inference-based intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model) configured to determine the final feeding amount in real time based on the Mamdani-style fuzzy inference system Feed amount determination step in which the optimal amount of feed is determined by using; and a feeding step in which feed is supplied through a feeder of the intelligent automatic feeding system according to the feeding amount determined in the feeding amount determining step. A method is provided.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템이 제공됨으로써, 양식장의 크기나 어종에 따른 차이 및 급여시간 등을 고려하지 않고 양식장 관리자가 자신의 경험 등에 의존하여 임의로 급여함으로 인해 적절한 급여량이 유지되지 못하고 노동력이 많이 요구되는 데 더하여, 수동으로 살포함으로 인해 사료가 양식장 전체에 고르게 살포되지 못하여 양식어류의 균일한 성장에 방해가 되는 문제가 있었던 종래기술의 양식장 사료 공급방식의 문제점을 해결할 수 있다. As described above, according to the present invention, the process of accurately determining the appropriate feeding amount according to the fish species, growth, activity, etc. of farmed fish through artificial intelligence (AI) and supplying the necessary amount of feed evenly throughout the farm is automatically By providing an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, which is configured to be performed, the farm manager arbitrarily feeds the farm manager depending on his or her experience without considering the size of the farm or the difference depending on the fish species and the feeding time. In addition to the failure to maintain the feeding amount and requiring a lot of labor, the feed is not evenly distributed throughout the farm due to manual spraying, which prevents the uniform growth of farmed fish. can be solved

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템이 제공됨으로써, 어종의 생육이나 활동 등에 기반한 정확한 근거 없이 단순히 사용자에 의해 미리 정해진 시간과 급여량에 따라서만 사료를 공급하도록 구성됨으로 인해, 부정확한 사료 공급량이 전체 양식장에서 일부 부분에만 집중 투여되어 양식장내 모든 어류의 고른 성장에 방해가 되고 먹이경쟁에 의해 어류에 상처가 발생하는 데 더하여, 사료의 과잉공급에 따른 수질오염 및 질병발생을 야기하게 되는 문제가 있었던 종래기술의 자동 사료공급기들의 문제점을 해결할 수 있다. In addition, according to the present invention, as described above, the process of accurately determining the appropriate feeding amount according to the fish species, growth, activity, etc. of farmed fish through artificial intelligence (AI) and supplying the necessary amount of feed evenly throughout the farm is automatic. By providing an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence configured to be performed, it is configured to supply feed only according to the time and amount of feeding simply predetermined by the user without accurate grounds based on the growth or activity of fish species. Inaccurate feed supply is intensively administered to only a part of the entire farm, which hinders the even growth of all fish in the farm, and damages the fish due to competition for food, as well as water pollution and disease due to oversupply of feed. It is possible to solve the problems of the automatic feeding machines of the prior art, which had problems causing

아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 인공지능(AI)을 통해 양식어류의 어종 및 생육이나 활동 등에 따라 적절한 급여량을 정확하게 결정하고 필요한 양만큼의 사료를 양식장 전체에 걸쳐 고르게 공급하는 처리가 자동으로 수행되도록 구성되는 것에 의해 기존의 수동 사료공급 방식과 자동 사료공급기들의 단점을 모두 해소할 수 있는 동시에, 인공지능(AI)을 통해 얻어진 사료공급 및 양식작업 전반에 대한 각종 정보를 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터 등을 통해 모바일이나 웹으로 접속하여 원격으로 확인하고 사료공급 과정을 제어할 수 있도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템이 제공됨으로써, 사용자가 양식장 현장에 있지 않아도 원격제어를 통해 항상 정확하고 적절한 사료공급이 이루어질 수 있다. In addition, according to the present invention, as described above, the process of accurately determining the appropriate feeding amount according to the fish species, growth, activity, etc. of farmed fish through artificial intelligence (AI) and supplying the necessary amount of feed evenly throughout the farm is automatic. By being configured to be performed, it is possible to solve all the disadvantages of the existing manual feeding method and automatic feeding machines, and at the same time, various information on the overall feeding and aquaculture work obtained through artificial intelligence (AI) can be transferred to the user's smartphone. By providing an intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, which is configured to remotely check and control the feeding process by accessing via mobile or web via a tablet PC or computer, the user is not at the farm site. Through remote control, precise and appropriate feeding can always be achieved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 적용되는 지능형 사료공급 제어방법의 기본적인 개념을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 적용되는 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model ; FIIFF 추론모델)의 전체적인 처리과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4는 입력변수의 퍼지집합을 근거로 생성된 4개의 입력변수에 대한 퍼지 소속함수를 나타내는 도면이다.
도 5는 능성어 양식장에서 측정한 실제 데이터를 근거로 결정된 입력 및 출력변수의 퍼지집합을 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)에 적용되는 퍼지집합 규칙 49개 중 일부를 퍼지집합 표기법에 따라 표로 정리하여 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론모델의 성능평가 실험을 위해 입력변수에 대하여 소속함수 편집기를 사용하여 소속함수를 설정하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론모델의 성능평가 실험을 위해 퍼지규칙 편집기를 사용하여 퍼지규칙을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템의 성능평가 실험을 통해 최종 급이량을 산출한 결과가 표시되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 양식장 수조의 실제 급이량과 FIIFF 추론모델을 통하여 산출된 급이량을 비교한 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 11은 급이 사료의 전체적인 효율을 측정하기 위하여 실제 급이한 월평균 사료량과 본 발명의 실시예에 따른 FIIIFF 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델로 매월 측정한 급이량을 비교한 결과를 표로 정리하여 나타낸 도면이다.
1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically showing the basic concept of an intelligent feeding control method applied to an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
3 is an overall view of a Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model (FIIFF inference model) applied to an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention. This is a flowchart that outlines the process.
4 is a diagram showing fuzzy membership functions for four input variables generated based on a fuzzy set of input variables.
5 is a table showing fuzzy sets of input and output variables determined based on actual data measured in a grouper fish farm.
6 is a diagram showing some of 49 fuzzy set rules applied to an intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model) based on fuzzy inference according to an embodiment of the present invention organized in a table according to fuzzy set notation.
7 is a diagram showing a process of setting a membership function using a membership function editor for input variables for a performance evaluation experiment of a FIIFF inference model according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a process of generating fuzzy rules using a fuzzy rule editor for a performance evaluation experiment of a FIIFF inference model according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a process of displaying the result of calculating the final feeding amount through a performance evaluation experiment of the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention.
10 is a graph showing the result of comparing the actual feeding amount of the fish farm tank with the feeding amount calculated through the FIIFF inference model.
11 is a result of comparing the average monthly feed amount actually fed to measure the overall efficiency of feed feed and the feed amount measured monthly by the FIIIFF fuzzy reasoning-based intelligent fish automatic feeding model according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing the arrangement in a table.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다. Here, it should be noted that the contents described below are only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. In addition, in the following description of the embodiments of the present invention, for parts that are the same as or similar to the contents of the prior art or are determined to be easily understood and implemented at the level of those skilled in the art, the detailed descriptions are provided to simplify the description. It should be noted that .

계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템의 구체적인 내용에 대하여 설명한다. Subsequently, with reference to the drawings, specific details of the intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence according to the present invention will be described.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. First, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 크게 나누어, 양식장에 사료를 공급하는 사료공급기(20)와, 사료공급기(20)를 원격으로 제어하기 위한 원격제어 단말기(30)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 1, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention is largely divided into a feeder 20 for supplying feed to the farm, and a feeder ( 20) may be configured to include a remote control terminal 30 for remotely controlling.

여기서, 상기한 사료공급기(20)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 양식장에 공급하기 위한 사료가 저장되는 사료탱크를 포함하여 이루어지는 사료저장부(21)와, 사료저장부(21)에 저장된 사료를 배출하기 위해 사료저장부(21)의 적어도 일측을 개폐하는 제 1 슬라이드(22)와, 제 1 슬라이드(22)의 개폐를 제어하기 위한 제 1 리미트 스위치(23)와, 제 1 슬라이드(22)의 개방시 사료저장부(21)로부터 배출되는 사료의 양을 측정하기 위한 측정수단을 포함하여 이루어지는 계측부(24)와, 계측부(24)의 적어도 일측을 개폐하는 제 2 슬라이드(25)와, 제 2 슬라이드(25)의 개폐를 제어하기 위한 제 2 리미트 스위치(26)와, 제 2 슬라이드(25)의 개방시 계측부(24)로부터 배출되는 사료를 외부로 공급하기 위한 적어도 하나의 사료배출구(27)와, 사료배출구(27)를 개폐하기 위한 제 3 슬라이드(28)와, 계측부(24)로부터 배출되는 사료를 사료배출구(27)를 통해 외부로 내보내기 위한 고압송풍기를 포함하여 이루어지는 송풍부(29) 및 도시되지는 않았으나, 원격제어 단말기(30)와 같은 외부 기기와의 통신을 위한 무선통신모듈을 포함하여 이루어지는 통신부 및 사료공급량이나 공급시간 등과 같은 장치의 동작을 설정하기 위한 제어패널이 구비되고, 제어패널을 통해 입력되거나 원격제어 단말기(30)로부터 전송되는 제어명령에 따라, 또는, 후술하는 바와 같이 하여 인공지능(AI)을 통해 장치 전체의 동작을 자동으로 제어하도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. Here, the above feed feeder 20, as shown in FIG. 1, includes a feed storage unit 21 including a feed tank for storing feed for supplying to the farm, and feed stored in the feed storage unit 21 A first slide 22 for opening and closing at least one side of the feed storage unit 21 to discharge the food, a first limit switch 23 for controlling the opening and closing of the first slide 22, and a first slide 22 ), a measuring unit 24 comprising a measuring means for measuring the amount of feed discharged from the feed storage unit 21 when the feed storage unit 21 is opened, and a second slide 25 for opening and closing at least one side of the measuring unit 24; A second limit switch 26 for controlling the opening and closing of the second slide 25, and at least one feed outlet for supplying the feed discharged from the measuring unit 24 to the outside when the second slide 25 is opened ( 27), a third slide 28 for opening and closing the feed outlet 27, and a blower unit including a high-pressure blower for exporting the feed discharged from the measuring unit 24 to the outside through the feed outlet 27 ( 29) and although not shown, a communication unit including a wireless communication module for communication with an external device such as the remote control terminal 30 and a control panel for setting the operation of the device, such as feed amount or supply time. And, according to the control command input through the control panel or transmitted from the remote control terminal 30, or, as described later, through artificial intelligence (AI), including a control unit configured to automatically control the operation of the entire device can be configured.

더 상세하게는, 상기한 사료공급기(20)의 기본적인 동작은, 사료저장부(21)에 사료를 저장하여 두고, 사료공급시 장치의 일측에 구비된 제어패널이나 원격제어 단말기(30)를 통해 급여량이 입력되면, 입력된 값에 따라서 제 3 슬라이드(28)가 사료 급이방향으로 이동하고, 제 1 슬라이드(22)가 제 1 리미트 스위치(23)에 접촉할 때까지 이동하여 사료저장부(21)를 개방하는 것에 의해 사료저장부(21)에 저장되어 있던 사료를 계측부(24)로 이동시킨다. More specifically, the basic operation of the above feed feeder 20 is to store feed in the feed storage unit 21 and supply feed through a control panel or remote control terminal 30 provided on one side of the device. When the feeding amount is input, the third slide 28 moves in the feed feeding direction according to the input value, and the first slide 22 moves until it contacts the first limit switch 23 to feed storage unit ( 21) moves the feed stored in the feed storage unit 21 to the measurement unit 24.

다음으로, 계측부(24)에 입력된 무게만큼의 사료가 쌓인 것이 감지되면, 제 1 슬라이드(22)를 폐쇄하고 제 2 슬라이드(25)가 제 2 리미트 스위치(26)에 접촉할 때까지 이동하여 계측부(24)를 개방하는 것에 의해 입력된 무게만큼의 사료를 사료배출구(27) 측으로 보낸다. Next, when it is detected that the weight of feed accumulated in the measuring unit 24 is detected, the first slide 22 is closed and the second slide 25 moves until it contacts the second limit switch 26 By opening the measuring unit 24, feed as much as the input weight is sent to the side of the feed outlet 27.

이어서, 제어패널이나 원격제어 단말기(30)를 통해 입력된 송풍강도에 따라 송풍부(29)의 송풍기가 작동되면서 사료배출구(27)로 이동되는 사료를 외부로 내보내는 것에 의해 사료의 공급이 이루어지고, 계측부(24)에 모인 사료가 모두 빠져나간 것이 감지되면 제 2 슬라이드(25)를 이동하여 계측부(24)를 폐쇄하고 사료급이를 종료하며, 따라서 이러한 구성을 통해, 정확한 무게측정으로 어류 마리당 필요로 하는 사료량을 계산하여 정확한 양의 사료가 공급될 수 있다. Subsequently, feed is supplied by sending the feed to the outside through the feed outlet 27 while the blower of the blower 29 is operated according to the blowing intensity input through the control panel or the remote control terminal 30. , When it is detected that all of the feed collected in the measuring unit 24 has escaped, the second slide 25 is moved to close the measuring unit 24 and feed feeding is terminated. Therefore, through this configuration, accurate weight measurement per fish By calculating the required amount of feed, the correct amount of feed can be supplied.

여기서, 상기한 바와 같은 사료공급기(20)의 보다 구체적인 구성이나 동작은 종래기술의 사료공급장치들의 구성을 참조하여 당업자에 의해 적절히 구성될 수 있는 것이므로, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해 종래기술의 문헌 등을 참조하여 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. Here, since a more specific configuration or operation of the feed feeder 20 as described above can be appropriately configured by a person skilled in the art with reference to the configuration of prior art feed supply devices, in the present invention, in order to simplify the description, the prior art It should be noted that the detailed description has been omitted for contents that can be easily understood and implemented by those skilled in the art by referring to the literature of.

더 상세하게는, 본 발명의 실시예에 따른 사료공급기(20)는, 예를 들면, 양식 수조 근처에 설치되어야 하는 특성을 고려히여 플라스틱 사료통 및 이중 호퍼 계측함을 적용하여 녹 발생을 방지하도록 구성될 수 있고, 복수의 수조에 사료를 동시 공급할 수 있도록 사료배출구(27)를 2개 이상 다수로 형성하여 1개의 수조에만 사료공급이 가능하던 기존의 사료공급장치의 단점을 개선 가능하도록 구성될 수도 있다. More specifically, the feeder 20 according to the embodiment of the present invention is configured to prevent rust by applying a plastic feed container and a double hopper measuring box, for example, in consideration of the characteristics to be installed near the aquaculture tank. It can be configured to improve the disadvantages of the existing feed supply device that can supply feed to only one tank by forming two or more feed outlets 27 to supply feed to a plurality of tanks at the same time. there is.

더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 사료공급기(20)는, 송풍부(29)의 송풍장치에 에어와 사료가 급격히 마주쳐서 발생하는 역류 및 파손을 방지하는 보호분리막을 설치하고, 송풍강도를 코드값으로 조정하여, 예를 들면, 강(6M), 중(4M), 약(2M) 등의 3단계로 사료 배출거리를 조절 가능하도록 하는 것에 의해, 다양한 위치로 사료배출이 가능하도록 구성될 수 있다. Furthermore, in the feed feeder 20 according to the embodiment of the present invention, a protective separator for preventing backflow and damage caused by rapid encounter between air and feed is installed in the blowing device of the blowing unit 29, and the blowing strength is measured by code. By adjusting the value, for example, by making it possible to adjust the feed discharge distance in three stages such as strong (6M), medium (4M), and weak (2M), it can be configured to enable feed discharge to various positions. there is.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원격제어 단말기(30)를 더 포함하여 원격제어 및 모니터링이 가능하도록 구성될 수 있다. In addition, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, further includes a remote control terminal 30 to enable remote control and monitoring. can be configured.

여기서, 상기한 원격제어 단말기(30)는, 바람직하게는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터(PC)에 원격제어 및 모니터링을 위한 전용의 프로그램을 설치하는 것으로 별도의 하드웨어를 구성할 필요 없이 용이하게 구현될 수 있으나, 사료공급기(20)와 유선 또는 무선통신을 통해 사료의 공급량이나 시간 등의 각종 제어명령이나 설정값을 주고받을 수 있도록 구성되는 것이면 특별히 제한은 없다. Here, the remote control terminal 30, preferably, as shown in FIG. 1, for example, installs a dedicated program for remote control and monitoring on a user's smartphone, tablet PC or computer (PC). Although it can be easily implemented without the need to configure separate hardware by installing it, it is configured to exchange various control commands or set values such as feed amount or time through wired or wireless communication with the feed feeder 20 If so, there is no particular limitation.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 사료공급기(20)는, 일측에 설치된 제어패널이나 사료공급기(20)와 유선 또는 무선통신으로 연결되는 원격제어 단말기(30)를 통해 실시간으로 사료의 잔량을 표시하고, 사료가 부족할 경우 사용자에게 사료부족 및 보충에 대한 알림을 보내며, 사료공급기(20)의 동작이나 사료공급 작업에 이상 발생시 제어패널 및 원격제어 단말기(30)를 통해 해당 내용을 사용자에게 알리는 경고메시지를 보내는 모니터링 기능과, 제어패널이나 원격제어 단말기(30)를 통해 분단위로 사료공급 시간을 설정하고 그램(g) 단위로 공급량을 설정하여 원하는 시간에 원하는 양만큼의 사료를 공급하도록 하는 예약공급 기능을 제공하도록 구성될 수 있고, 그것에 의해, PC 및 모바일과 연동하여 언제 어디서나 정확한 사료공급이 가능하도록 구성될 수 있다. That is, the feed feeder 20 according to the embodiment of the present invention displays the remaining amount of feed in real time through a control panel installed on one side or a remote control terminal 30 connected to the feed feeder 20 through wired or wireless communication. When the feed is insufficient, a notification is sent to the user about feed shortage and supplementation, and when an abnormality occurs in the operation of the feed feeder 20 or the feed supply operation, a warning notifying the user of the corresponding content through the control panel and the remote control terminal 30 A monitoring function that sends a message, and reservation supply that sets the feed supply time in minutes and sets the supply amount in grams (g) through the control panel or remote control terminal 30 to supply the desired amount of feed at the desired time It can be configured to provide a function, whereby it can be configured to enable accurate feeding anytime, anywhere in conjunction with a PC and mobile.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 상기한 바와 같이 PC 및 모바일과 연동하여 원격으로 사료공급이 가능하도록 구성되는 데 더하여, 인공지능을 통해 해당 어류에 최적의 공급계획을 수립하고 자동으로 사료공급이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다. In addition, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention is configured to enable remote feeding in conjunction with a PC and mobile as described above, in addition to artificial intelligence Through this, it can be configured to establish an optimal supply plan for the fish and automatically supply feed.

계속해서, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)에 적용되는 인공지능 알고리즘의 구체적인 내용에 대하여 설명한다. Subsequently, the specific contents of the artificial intelligence algorithm applied to the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention will be described.

즉, 본 발명의 실시예에서는, 기존의 자동 사료공급장치의 문제점을 해결하고 육상 수조 양식장에서 양식어류의 성장률을 적절하게 유지하면서 사료 공급의 효율성을 극대화하기 위해, 후술하는 바와 같이 하여 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model ; FIIFF 추론모델)을 제시하였으며, 이를 통해, 기존의 자동 사료공급장치들이 고려하지 못한 양식어류의 생육환경 정보 및 생육 활동상태를 실시간으로 측정하고, 현재 양식어류의 생육상태에 가장 적합한 사료 공급량을 실시간으로 산출하여 자동으로 사료 공급량을 제공할 수 있다. That is, in the embodiment of the present invention, in order to solve the problems of the existing automatic feeding device and to maximize the efficiency of feeding while properly maintaining the growth rate of farmed fish in a land-based fish farm, fuzzy reasoning-based presented a Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model (FIIFF inference model), through which the growth environment information and growth activity status of farmed fish, which were not considered by existing automatic feeding devices, can be obtained in real time. It can automatically provide feed supply by measuring and calculating in real time the most suitable feed supply amount for the current growth status of farmed fish.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에서는, 본 발명이 적용 가능한 예로서 능성어 양식의 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이하의 실시예에 기재된 경우로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은 능성어 양식 이외에도 다양한 어종의 양식에 대하여 적용 가능한 것으로, 당업자에 의해 필요에 따라 적절히 변경 및 수정하여 적용 가능한 것임에 유념해야 한다. Here, in the embodiments of the present invention described below, the present invention has been described by taking the case of grouper fish culture as an example to which the present invention can be applied, but the present invention is not necessarily limited to the case described in the following examples, That is, it should be noted that the present invention is applicable to various types of fish farming in addition to grouper farming, and can be applied by appropriately changing and modifying it as needed by those skilled in the art.

더 상세하게는, 예를 들면, 우리나라 능성어 양식은 육상수조식, 해상가두리, 축제식 등 3가지 방법으로 이루어지고 있으나 대부분이 육상수조식이고, 육상수조식 양식에서 능성어는 저착성 어종으로 사육밀도를 고려해야하며, 온도는 15℃ ~ 19℃가 적절하고, 용존산소량은 6 ~ 7㎎/ℓ, 배합사료는 부상사료, 사료의 크기는 섭취가능한 범위 내에서 큰 크기의 사료를 공급하는 것이 효율적이고, 사료의 공급량은 사육수온과 능성어 크기에 따라 다르다. In more detail, for example, grouper fish farming in Korea is carried out in three ways: land tank type, sea cage type, and festival type, but most of them are land tank type. , the appropriate temperature is 15℃ ~ 19℃, the amount of dissolved oxygen is 6 ~ 7mg/ℓ, the formulated feed is floating feed, and the size of the feed is efficient to supply large-sized feed within the ingestible range. The supply amount depends on the breeding water temperature and grouper size.

또한, 현재 능성어 양식현장에서는 매우 배부름(만복)에 가깝게 사료를 공급하고 있는데, 사료 공급량이 적정량 이상부터 만복에 가까울수록 사료효율이 떨어지며, 만복 공급 90% 수준으로도 만복공급과 동일한 성장을 이끌어 낼 수 있으므로, 사료를 약 10% 절약하면서 만복공급과 동일한 성장효과를 본다면 양식 생산비에서 사료의 비중을 감안했을 때 양식 생산비를 효과적으로 절감할 수 있다. In addition, at the current grouper fish farming site, feed is supplied very close to fullness (full stomach), but the feed efficiency decreases as the amount of feed is more than the proper amount and closer to full stomach. Therefore, if you save about 10% of the feed and see the same growth effect as full feeding, you can effectively reduce the production cost of aquaculture considering the proportion of feed in the production cost of aquaculture.

국내 수산 양식장에서 사료공급은 대부분 양식 경험이 많은 관리자가 수동으로 사료량을 공급하거나 인건비를 절약하기 위하여 자동공급기를 이용하는 경우가 있으나, 자동 급이기를 통해 사료를 공급할 경우 적정 사료공급량에 대한 공급 비율을 설정하는 것이 선행되어야 하며, 이는 수온, 어체 크기, 체중, 사료내 칼로리 및 수분함량 등에 따라 달라져야 하는데 경험에 의한 양식 사료 공급 표준량은 종래기술의 문헌 등에 기술되어 있으나 실제 적용하는 데는 많은 문제점이 있다. In most domestic aquaculture farms, managers with a lot of experience in aquaculture manually supply the amount of feed or use an automatic feeder to save labor costs. Setting should be preceded, which should vary depending on water temperature, body size, weight, calorie and moisture content in feed, etc. The standard amount of aquaculture feed by experience is described in prior art literature, but there are many problems in actual application.

아울러, 일반적으로 양식장에서 공급되는 일반적인 급이량 결정방법은 양식장의 현재 온도나 용존산소량 등과 같은 수질환경 및 양식 관리자의 경험에 의존하여 매우 모호하게 결정되므로, 본 발명에서는, 이러한 모호한 급이량 결정과정을 보다 합리적으로 개선하기 위해, 퍼지 논리에 근거하여 수질환경 정보 및 어류 활동상태를 퍼지집합으로 표현하고 양식장 관리자의 경험을 퍼지규칙으로 생성하는 것에 의해 퍼지 추론방법을 이용하여 최종 급이량을 산출하도록 구성된다. In addition, since the general method for determining the feeding amount supplied by the farm is very ambiguous depending on the water quality environment such as the current temperature of the farm or the amount of dissolved oxygen and the experience of the aquaculture manager, in the present invention, the ambiguous feeding amount is determined. In order to improve the process more rationally, based on fuzzy logic, the water quality environment information and fish activity status are expressed as a fuzzy set, and the farm manager's experience is generated as a fuzzy rule to determine the final feeding amount using a fuzzy inference method. configured to produce

이를 위해, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 맘다니형 퍼지추론(Mamdani-style fuzzy inference) 시스템을 기반으로 최종 급이량을 실시간으로 결정하도록 구성되는 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)을 제시하였다. To this end, the present invention, as described later, an intelligent fish automatic feeding model based on fuzzy inference configured to determine the final feeding amount in real time based on a Mamdani-style fuzzy inference system ( FIIFF inference model) was presented.

즉, 맘다니형 퍼지추론 기법은 1975년에 런던 대학교 교수 맘다니(Ebrahim Mamdani)가 보일러가 결합된 증기기관을 제어하기 위해 최초로 제안한 퍼지추론 기법으로서 퍼지추론의 대표적인 추론방법의 하나이며, 그 과정은, 크게 나누어, 입력변수의 퍼지화(Fuzzification), 규칙 평가(Rule Evaluation), 출력으로 나온 규칙을 통합 및 역퍼지화(Defuzzification)를 포함하는 4단계로 진행된다. In other words, the Mamdani-type fuzzy reasoning method is a fuzzy reasoning method first proposed by London University professor Ebrahim Mamdani in 1975 to control a boiler-coupled steam engine, and is one of the representative reasoning methods of fuzzy reasoning. is largely divided into four stages, including fuzzification of input variables, rule evaluation, and integration and defuzzification of output rules.

여기서, 맘다니형 퍼지추론 기법의 보다 구체적인 내용은 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자에게 자명한 내용이므로, 이에, 본 발명에서는, 설명을 간략히 하기 위해, 상기한 바와 같이 종래기술의 문헌 등을 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있는 내용에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다. Here, since more specific details of the Mamdani-type fuzzy inference technique are obvious to those skilled in the art through prior art documents, etc., therefore, in the present invention, in order to simplify the description, as described above, through prior art documents, etc. It should be noted that detailed descriptions of contents that can be easily understood and implemented by those skilled in the art have been omitted.

계속해서, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)에 적용되는 지능형 사료공급 제어방법의 기본적인 개념을 개략적으로 나타내는 도면이다. Continuing to refer to FIG. 2, FIG. 2 is a diagram schematically showing the basic concept of an intelligent feeding control method applied to the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention. am.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 제시된 지능형 사료공급 제어방법은 어류의 섭이욕구를 측정하여 사료공급장치를 제어하는 방법으로서, 어류의 움직임 정도, 움직임 패턴의 영상이나 이미지를 활용하여 섭이욕구를 측정하고, 용존산소량 및 수온 등과 같은 수질환경 정보에 근거하여 계산된 수질환경도를 적용하여 최적의 공급량을 결정하고 그에 따른 공급계획을 수립하도록 구성될 수 있다. As shown in FIG. 2, the intelligent feeding control method presented in the present invention is a method of controlling a feeding device by measuring the feeding desire of fish, and using the video or image of the movement degree and movement pattern of the fish to determine the feeding desire. It may be configured to measure, determine the optimal supply amount by applying the calculated water quality environment map based on water quality environment information such as the amount of dissolved oxygen and water temperature, and establish a supply plan accordingly.

또한, 섭이욕구를 측정하기 위한 어류행동 상태 추적모델로서, 어류 행동을 학습하기 위한 영상 데이터에서 각각의 어류에 개별적으로 ID를 부여하여 어류 객체를 각각 인식하고 어류 객체 ID별로 크기와 상하 궤적 및 유영속도를 측정하여, 예를 들면, 정지상태(매우 배부름), 저속유영(보통 배부름), 고속유영(매우 배고픔), 비정상유영(질병, 스트레스) 등과 같이, 어류의 행동 및 상태를 연관지어 4가지로 분류하도록 구성될 수 있다. In addition, as a fish behavior state tracking model for measuring feeding desire, each fish is individually assigned an ID in the image data for learning fish behavior to recognize each fish object, and the size, up-down trajectory and swimming for each fish object ID By measuring speed, it correlates fish behavior and conditions, e.g., stationary (very full), slow swimming (normally full), fast swimming (very hungry), abnormal swimming (disease, stress), etc. It can be configured to be classified into four types.

아울러, 섭이도 도출을 위한 인공지능 모델로서, 수온(temperature), 용존산소량(DO), 개체중량(weight), 활동상태(state)를 포함하는 총 4가지의 입력변수를 가지고 급이량(feed)을 출력변수로 가지는 지능형 퍼지 추론모델을 구축하여, 급이량 자동조절을 위한 지능형 자동 사료공급 시스템을 구현한다. In addition, as an artificial intelligence model for deriving feed rate, feed amount with a total of four input variables including temperature, dissolved oxygen (DO), individual weight, and activity state (state) ) as an output variable, an intelligent automatic feeding system for automatic feeding amount control is implemented.

즉, 상기한 바와 같이 어류 생육환경에 관련된 빅데이터와 어류 생육활동 상태에 대한 모니터링 정보를 이용하여, 예를 들면, 입력층 1개, 출력층 1개, 은닉층 3개를 포함하여 어류의 급이 공급량을 추론할 수 있도록 구성되는 급이량 자동조절 지능형 퍼지 추론엔진이 구축될 수 있다. That is, as described above, by using the big data related to the fish growth environment and monitoring information on the fish growth activity status, for example, the feed supply of fish including one input layer, one output layer, and three hidden layers An intelligent fuzzy inference engine configured to infer the feeding amount automatically can be built.

더 상세하게는, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)에 적용되는 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)의 전체적인 처리과정을 개략적으로 나타내는 플로차트이다. More specifically, referring to FIG. 3, FIG. 3 is a fuzzy reasoning-based intelligent fish automatic feeding model applied to the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention ( This is a flowchart schematically showing the overall process of the FIIFF inference model).

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)을 이용하여 최적의 사료 공급량을 결정하는 처리과정은, 크게 나누어, 먼저, FIIFF 추론모델의 입력변수 및 출력변수를 결정하는 변수결정단계(S10)와, FIIFF 추론모델의 입력변수에 대한 퍼지집합을 결정하는 퍼지집합 결정단계(S20)와, FIIFF 추론모델의 퍼지 규칙을 생성하는 퍼지규칙 생성단계(S30)와, 결정된 퍼지 집합 및 퍼지 규칙을 이용하여 FIIFF 추론 시스템을 구축하는 시스템 구축단계(S40) 및 구축된 FIIFF 추론 시스템에 대한 성능을 평가하고 조정을 행하는 평가 및 조정단계(S50)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIG. 3, the process of determining the optimal feed supply amount using a fuzzy reasoning-based intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model) according to an embodiment of the present invention is divided into broad categories, first, FIIFF inference A variable determination step (S10) for determining the input and output variables of the model, a fuzzy set determination step (S20) for determining a fuzzy set for the input variables of the FIIFF inference model, and a fuzzy rule for generating a fuzzy rule of the FIIFF inference model Rule generation step (S30), system construction step (S40) of building a FIIFF inference system using the determined fuzzy set and fuzzy rules, and evaluation and adjustment step of evaluating and adjusting the performance of the built FIIFF inference system (S50 ).

여기서, 상기한 변수결정단계(S10)는, FIIFF 추론모델의 입력변수와 출력변수를 결정하는 단계로서, 예를 들면, 상기한 바와 같이, 양식장 수조의 실시간 온도(Temperature), 용존산소량(DO), 어종 개체의 전중(Weight), 어류의 활동상태(Swimming State) 등의 4가지 요소를 입력변수로 설정하고, 출력변수는 최종 급이량(Feed)으로 설정하도록 구성될 수 있다. Here, the variable determination step (S10) is a step of determining the input variables and output variables of the FIIFF inference model, for example, as described above, the real-time temperature of the fish farm tank, the amount of dissolved oxygen (DO) It may be configured to set four factors, such as , the weight of the individual fish species, and the swimming state of the fish, as input variables, and set the output variable as the final feeding amount.

또한, 본 실시예에서는, 전남 고흥에 소재하고 있는 전라남도 해양수산과학원 동부지부 고흥지원의 능성어 양식장에서 수집한 데이터를 입력변수로 활용하여 FIIFF 추론모델을 통해 최종 급이량을 산출하였으며, 이를 위해, 능성어 어종에 대하여 2019년 4월부터 11월까지 8개월동안 한 수조에 2,000마리의 능성어 개체에 대하여 매일 어류 평균 체중변화량을 측정하고, 어류 평균 전중에 따른 수온 및 용존 산소량과 어류 활동상태 데이터를 입력변수로 결정하였으며, 최종 출력변수는 능성어 체중변화에 따른 어류의 활동상태, 양식장의 수온 및 용존산소량과 연관된 어류의 급이량으로 결정되었다. In addition, in this embodiment, the final feeding amount was calculated through the FIIFF inference model by using the data collected from the Goheung Branch of the Goheung Branch of the Jeollanam-do Institute of Maritime Science and Fisheries Science located in Goheung, Jeollanam-do as an input variable. To this end, For the grouper fish species, measure the average weight change of fish every day for 2,000 grouper fish in one tank for 8 months from April to November 2019, and input water temperature, dissolved oxygen amount and fish activity status data according to the average total weight of the fish The final output variable was determined by the activity status of fish according to the weight change of grouper fish, the water temperature of the farm, and the feeding amount of fish related to the amount of dissolved oxygen.

아울러, 도 4 및 도 5를 참조하면, 도 4는 입력변수의 퍼지집합을 근거로 생성된 4개의 입력변수에 대한 퍼지 소속함수를 나타내는 도면이고, 5는 능성어 양식장에서 측정한 실제 데이터를 근거로 결정된 입력 및 출력변수의 퍼지집합을 표로 정리하여 나타낸 도면이다. In addition, referring to FIGS. 4 and 5, FIG. 4 is a diagram showing fuzzy membership functions for four input variables generated based on a fuzzy set of input variables, and FIG. 5 is based on actual data measured in group fish farms. It is a diagram showing fuzzy sets of determined input and output variables organized in a table.

여기서, 도 5에 나타낸 표에 있어서, BL/sec는 Body/sec로서 어류의 유영 속도를 나타내고, 급이량(F)은 2,000마리 개체에 대한 한 수조의 총 급이량을 나타내는 것이다. Here, in the table shown in FIG. 5, BL/sec represents the swimming speed of fish as Body/sec, and the feeding amount (F) represents the total feeding amount of one tank for 2,000 individuals.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 양식장의 최종 급이량은 입력변수의 값에 따라 적절하게 조정되어야 하며, 이러한 입력변수의 퍼지집합은 능성어 표준 매뉴얼과 양식장의 실제 데이터를 참조하여 결정될 수 있다. As shown in FIGS. 4 and 5, the final feeding amount of the farm must be appropriately adjusted according to the value of the input variable, and the fuzzy set of these input variables can be determined by referring to the grouper standard manual and the actual data of the farm. .

즉, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기한 퍼지집합 결정단계(S20)는, 예를 들면, 높음(High), 보통(Normal), 낮음(Low) 등과 같이, 각각의 입력변수에 대하여 미리 정해진 기준에 따라 각 변수값의 범위를 구간별로 구분하여 퍼지집합을 결정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the fuzzy set determination step (S20) is performed for each input variable, such as High, Normal, and Low. It may be configured to perform a process of determining a fuzzy set by dividing the range of each variable value by section according to a predetermined criterion.

다음으로, 퍼지규칙 생성단계(S30)에 대하여 설명하면, 양식장에서 퍼지규칙은 수년간의 경험을 가진 양식 전문가의 의견에 따라서 정해질 수 있으며, 본 실시예에서는, 전남 해양수산과학원 고흥지원에 소재한 능성어 양식장에서 2년동안 양식장을 운영하면서 경험한 지식을 근거로 급이규칙을 생성하였다. Next, referring to the fuzzy rule generation step (S30), the fuzzy rule in the farm can be determined according to the opinions of aquaculture experts with years of experience. Feeding rules were created based on the knowledge experienced while operating the farm for two years.

더 상세하게는, 상기한 실시예에서는 입력변수(온도, 용존 산소량, 개체중량, 활동상태)가 4개이고 출력변수(급이량)가 1개 이므로 최대 64개의 퍼지규칙을 생성할 수 있으나, 본 실시예에서는, 양식장의 현재 상태에서 급이량에 가장 큰 영향을 주는 어종 개체의 무게, 수온, 용존산소량, 어류의 활동상태에 따른 49개의 규칙을 생성하였다. More specifically, in the above embodiment, since there are 4 input variables (temperature, dissolved oxygen amount, weight of animal, activity state) and 1 output variable (feeding amount), up to 64 fuzzy rules can be generated. In the embodiment, 49 rules were created according to the weight, water temperature, dissolved oxygen content, and activity status of the fish species that have the greatest influence on the feeding amount in the current state of the farm.

즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)에 적용되는 퍼지집합 규칙 49개 중 일부를 퍼지집합 표기법에 따라 표로 정리하여 나타내는 도면이다. That is, referring to FIG. 6, FIG. 6 shows some of the 49 fuzzy set rules applied to the intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model) based on fuzzy reasoning according to an embodiment of the present invention in a table according to the fuzzy set notation. It is a schematic representation.

도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 개체무게(W)가 와 온도(T)가 모두 LOW이고 용존 산소량(DO)과 활동상태가 NONE인 경우 출력변수(F) 값은 VERY_LOW가 되고, 개체무게(W)가 HIGH이고 온도(T)와 용존 산소량(DO) 및 활동상태가 모두 NONE인 경우는 출력변수(F) 값이 HIGH가 된다. As shown in FIG. 6, for example, when the object weight (W) and temperature (T) are both LOW, and the amount of dissolved oxygen (DO) and activity state are NONE, the value of the output variable (F) becomes VERY_LOW, and the object When the weight (W) is HIGH and the temperature (T), dissolved oxygen content (DO), and activity state are all NONE, the value of the output variable (F) becomes HIGH.

따라서 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 퍼지규칙 생성단계(S30)는, 도 4 및 도 5를 참조하여 상기한 바와 같이 하여 퍼지집합 결정단계(S20)에서 결정된 퍼지집합의 각 입력변수 값에 따른 출력변수의 값을 서로 대응시켜 입력변수와 출력변수 사이의 관계를 설정하는 규칙을 생성하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 6, in the fuzzy rule generating step (S30), according to each input variable value of the fuzzy set determined in the fuzzy set determining step (S20) as described above with reference to FIGS. 4 and 5 It may be configured so that a process of generating a rule for establishing a relationship between an input variable and an output variable by matching values of the output variable with each other is performed.

다음으로, 상기한 시스템 구축단계(S40)는, 상기한 바와 같이 하여 생성된 49개의 퍼지규칙에 근거하여 퍼지 추론 시스템을 구축하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있으며, 이를 위해, 예를 들면, MATLAB 퍼지 로직 툴박스(Fuzzy Logic Toolbox) 등과 같은 상용 프로그램을 이용하여, 양식장 전문가의 의견에 따른 49개의 퍼지규칙을 이용한 지능형 자동급이 퍼지 추론 시스템을 구축할 수 있다. Next, in the system construction step (S40), a process for building a fuzzy inference system based on the 49 fuzzy rules generated as described above may be performed. For this purpose, for example, MATLAB Using a commercial program such as Fuzzy Logic Toolbox, an intelligent automatic feeding fuzzy inference system can be constructed using 49 fuzzy rules according to the opinions of farm experts.

따라서 상기한 바와 같이 하여 FIIFF 추론 시스템을 구축할 수 있으며, 보다 정확한 최종 급이량 산출을 위해서는 구축된 추론 시스템을 평가하고 조정하는 과정이 필요하다. Therefore, it is possible to build a FIIFF inference system as described above, and it is necessary to evaluate and adjust the built inference system in order to calculate a more accurate final feeding amount.

즉, 상기한 평가 및 조정단계(S50)는, 상기한 바와 같이 하여 구축되는 FIIFF 추론모델의 입력 및 출력변수를 양식장의 실제 어류 생육 및 사료 공급에 관련된 측정데이터와 비교하여 재검토하고, 입력변수들간의 상관관계를 충분히 고려하여 퍼지집합의 인접범위를 조정하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. That is, in the above evaluation and adjustment step (S50), the input and output variables of the FIIFF inference model constructed as described above are compared with the measured data related to the actual fish growth and feed supply in the farm, and the input variables are reviewed. A process of adjusting the contiguous range of the fuzzy set may be performed by fully considering the correlation of .

여기서, 가장 중요한 입력변수 요인은 어류 전중과 현재 양식장의 온도 및 용존 산소량에 따른 어류의 유영상태 관찰이며, 본 실시예에서는, 능성어 양식장에서 8개월 동안의 수질 온도, 용존 산소량, 급이 데이터를 기반으로 FIIFF 추론 시스템의 퍼지규칙을 조정하였고, 최종 급이량 산출을 위한 역퍼지화 방법은 무게중심법을 사용하여 일관된 결과를 제공하도록 하였다. Here, the most important input variable factor is the observation of the swimming state of the fish according to the temperature and dissolved oxygen amount of the current fish farm during the fish farm. The fuzzy rule of the FIIFF inference system was adjusted, and the defuzzification method for calculating the final feeding amount used the center of gravity method to provide consistent results.

계속해서, 상기한 바와 같이 하여 구현되는 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론모델의 성능을 평가하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론모델을 적용한 FIIFF 추론 시스템을 실제로 구현하여 성능실험 및 평가를 진행한 결과에 대하여 설명한다. Subsequently, in order to evaluate the performance of the FIIFF inference model according to the embodiment of the present invention implemented as described above, the FIIFF inference system to which the FIIFF inference model according to the embodiment of the present invention is applied is actually implemented to conduct performance experiments and evaluations. Describe the results of the process.

즉, 본 발명자들은, Intel i7-7820X CPU, 32GB RAM, TITAN Xp GPU를 이용한 하드웨어 환경에 운영체제로서 Windows 10 Pro, 구현도구로는 MATLAB Fuzzy Logic ToolBox V2.0, 구현 언어는 MATLAB을 이용하여 FIIFF 추론 시스템을 구현하였고, 이러한 FIIFF 추론 시스템을 이용하여 성능실험을 진행하였다. That is, the present inventors use Windows 10 Pro as an operating system, MATLAB Fuzzy Logic ToolBox V2.0 as an implementation tool, and MATLAB as an implementation language in a hardware environment using Intel i7-7820X CPU, 32GB RAM, and TITAN Xp GPU. The system was implemented, and performance tests were conducted using this FIIFF inference system.

더 상세하게는, 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템의 성능평가 실험을 위해 4가지 입력변수(전중, 온도, 용존산소량, 활동상태)에 대하여 소속함수 편집기를 사용하여 4가지 입력변수에 대한 소속함수를 설정하는 과정을 나타내는 도면이다. More specifically, referring to FIG. 7, FIG. 7 is a membership function editor for four input variables (whole weight, temperature, dissolved oxygen content, and activity state) for a performance evaluation experiment of the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention. It is a diagram showing the process of setting membership functions for four input variables using

또한, 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템의 성능평가 실험을 위해 퍼지규칙 편집기를 사용하여 49개의 퍼지규칙을 생성하는 과정을 나타내는 도면이다. Also, referring to FIG. 8, FIG. 8 is a diagram showing a process of generating 49 fuzzy rules using a fuzzy rule editor for a performance evaluation experiment of the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention.

아울러, 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템의 성능평가 실험을 통해 최종 급이량을 산출한 결과가 표시되는 과정을 나타내는 도면이다. In addition, referring to FIG. 9, FIG. 9 is a diagram showing a process in which the result of calculating the final feeding amount through the performance evaluation experiment of the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention is displayed.

여기서, 도 9에 나타낸 산출결과는, 한 개체의 전중이 57.0g,이고, 수조 온도가 23.3도이며, 용존 산소량은 1.44㎎/ℓ이고, 활동상태는 천천히 유영(0.31)일 경우, 최종 산출되는 한 수조의 전체 급이량은 121Kg임을 나타내고 있다. Here, the calculation result shown in FIG. 9 is the final calculation when the total weight of one individual is 57.0 g, the water tank temperature is 23.3 degrees, the amount of dissolved oxygen is 1.44 mg / ℓ, and the activity state is slowly swimming (0.31). It shows that the total feeding amount of one tank is 121Kg.

즉, 본 발명자들은, 실제 능성어 양식장에서 2019년 4월 ~ 11월까지 측정한 수질환경 데이터 및 급이량을 기준으로 실제 급이한 데이터와 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템을 이용하여 산출된 데이터를 비교하여 성능평가 실험을 진행하였으며, 이때, 수온과 용존 산소량은 실제 능성어 양식장에 설치된 수온센서 및 DO 센서를 통하여 특정 시간에 측정된 실제 데이터를 사용하였고, 어류 활동상태는 동영상 카메라를 이용하여 오전 급이시간 바로 전에 촬영된 동영상 자료를 이용하여 능성어 유영속도를 계산하고 유영속도에 따른 배고픔 상태 및 만복상태를 [0.0 ~ 1.0] 사의의 값으로 변환하여 실험에 활용하였다. That is, the inventors calculated using the actual feeding data and the FIIFF inference system according to the embodiment of the present invention based on the water quality environment data and feeding amount measured from April to November 2019 in the actual grouper fish farm The performance evaluation experiment was conducted by comparing the recorded data. At this time, the actual data measured at a specific time through the water temperature sensor and DO sensor installed in the actual grouper fish farm were used for the water temperature and dissolved oxygen amount, and the fish activity status was measured using a video camera. Therefore, grouper swimming speed was calculated using video data taken just before morning feeding time, and hunger and fullness according to swimming speed were converted into values between [0.0 and 1.0] and used in the experiment.

또한, 본 실험에서 활용한 능성어 개체의 무게(전중)는 처음 입식한 4월의 한 개체 평균무게가 30.7g 이었고 매일 급이를 섭취하여 지속적으로 성장한 결과 11월 평균은 219.6g 까지 성장하였으며, 본 실시예에서는 이러한 한 개체의 평균 전중과 한 수조의 개체수를 2,000마리로 가정하고 FIIFF 추론모델을 통해 매일 급이량을 산출한 결과를 비교하였다. In addition, the average weight (total weight) of grouper fish used in this experiment was 30.7g in April when it was first stocked, and as a result of continuous growth by eating feed every day, the average weight in November grew to 219.6g. In the embodiment, the average total weight of such an individual and the number of individuals in one tank were assumed to be 2,000, and the results of calculating the daily feeding amount through the FIIFF inference model were compared.

더 상세하게는, 도 10을 참조하면, 도 10은 2019년 4월 19일부터 8월 5일까지 능성어 개체의 전중, 양식장 온도, 용존 산소량, 유영속도를 기반으로 양식장 수조의 실제 급이량과 FIIFF 추론모델을 통하여 산출된 급이량을 비교한 결고를 그래프로 나타낸 도면이다. More specifically, referring to FIG. 10, FIG. 10 shows the actual feeding amount of the farm tank based on the total weight of grouper fish, farm temperature, dissolved oxygen amount, and swimming speed from April 19 to August 5, 2019 It is a graph showing the result of comparing the feeding amount calculated through the FIIFF inference model.

여기서, 도 10에 나타낸 그래프는, 8개월 동안의 매일 측정치 및 산출결과를 제반 여건상 모두 표시할 수 없음으로 인해 월별로 3일 동안의 실제 급이량과 FIIFF 추론 시스템의 산출결과를 나타내고 있다. Here, the graph shown in FIG. 10 shows the actual feeding amount for 3 days per month and the calculation result of the FIIFF inference system due to the inability to display all of the daily measurement values and calculation results for 8 months due to various conditions.

아울러, 도 10에 있어서, 실제 급이량은 개체 성장에 따라 매월 일정 기간은 급이량이 동일하게 제공되었고, 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템이 산출한 결과는 실제 급이량 보다 비교적 적게 산출됨을 나타내고 있다. In addition, in FIG. 10, the actual feeding amount was provided the same for a certain period of each month according to the growth of the individual, and the result calculated by the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention is relatively less than the actual feeding amount indicates that it is produced.

계속해서, 도 11을 참조하면, 도 11은 급이 사료의 전체적인 효율을 측정하기 위하여 능성어 양식장의 개체 평균 전중, 수조 온도, 용존 산소량, 어류 활동상태에 기반하여 실제 급이한 월평균 사료량과 본 발명의 실시예에 따른 FIIIFF 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델로 매월 측정한 급이량을 비교한 결과를 표로 정리하여 나타낸 도면이다. Continuing, referring to FIG. 11, FIG. 11 shows the average monthly feed amount actually fed based on the average total weight of the grouper fish farm, the temperature of the tank, the amount of dissolved oxygen, and the activity status of the fish in order to measure the overall efficiency of the fed feed. It is a diagram showing the results of comparing the feeding amounts measured monthly with the FIIIFF fuzzy reasoning-based intelligent fish automatic feeding model according to an embodiment of the invention in a table.

도 10 및 도 11의 실험결과에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 FIIFF 추론 시스템을 이용하면, 어류 무게, 온도, 용존 산소량, 유영상태에 따라 매일 급이량을 조정하였을 경우 월평균 37.05Kg의 급이량을 절감할 수 있으며, 8개월 동안의 전체 급이량은 실제 급이량보다 14.8%를 절감할 수 있음을 알수 있다. As shown in the experimental results of FIGS. 10 and 11, using the FIIFF inference system according to an embodiment of the present invention, the monthly average of 37.05Kg when the daily feeding amount is adjusted according to the fish weight, temperature, dissolved oxygen amount, and swimming state It can be seen that the feeding amount can be reduced, and the total feeding amount for 8 months can be reduced by 14.8% compared to the actual feeding amount.

즉, 상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델인 FIIFF 추론 시스템을 이용하면, 양식장의 현재 실시간 수질환경 및 양식 어류의 활동상태를 측정하고 수질 정도 및 배고픔 정도를 퍼지 소속함수로 모델링하여 최종 급이량을 산출함으로써, 양식어류의 현재 배고픔과 만복상태를 전혀 고려하지 않고 양식장 관리자의 경험에 의한 판단으로 일정 급이량을 일정 시간에 공급하는 것에 불과하여 현재 양식하고 있는 어류의 활동상태에 따라 급여량을 조절할 수 없는 한계가 있었던 기존의 양식장 자동 급이모델 및 자동 사료공급장치들의 단점을 해소할 수 있다. That is, as described above, using the FIIFF inference system, which is an intelligent fish automatic feeding model based on fuzzy reasoning according to an embodiment of the present invention, the current real-time water quality environment of the farm and the activity status of farmed fish are measured, and the degree of water quality and By modeling the degree of hunger with a fuzzy membership function to calculate the final feeding amount, the farm manager does not consider the current hunger and fullness status at all, and only supplies a certain amount of feed at a certain time based on the experience of the farm manager. Therefore, it is possible to solve the disadvantages of the existing automatic feeding model and automatic feeding devices for fish farms, which had limitations in not being able to adjust the amount of feed according to the activity status of the fish currently being farmed.

아울러, 어종별 및 양식장별로 실제 사료 공급에 대한 다년간의 데이터를 수집하고, 공급된 급이량에 근거하여 어류 성장률과의 상관관계를 분석하여 자동 급이를 위한 빅데이터를 구축함으로써, 본 발명의 실시예에 따른 지능형 자동 급이 FIIFF 추론모델의 최종 급이량 산출결과의 정확성을 더욱 높일 수 있다. In addition, by collecting multi-year data on actual feed supply for each fish species and farm, and analyzing the correlation with the fish growth rate based on the supplied feed amount to build big data for automatic feeding, The accuracy of the final feeding amount calculation result of the intelligent automatic feeding FIIFF inference model according to the embodiment can be further increased.

더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 도시되지는 않았으나, 사료공급기(20)와 원격제어 단말기(30) 사이에서 통신을 주고받는 서버를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 구성을 통해, 서로 다른 위치에 설치된 복수의 사료공급기(20)를 원격으로 용이하게 제어 가능해진다. Furthermore, although not shown, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention is a server that communicates with and receives communication between the feeder 20 and the remote control terminal 30. It may be configured to further include, and through this configuration, it is possible to easily control a plurality of feeders 20 installed in different locations remotely.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 상기한 바와 같이 어종별 및 양식장별로 실제 사료 공급에 대한 다년간의 데이터와 어류 성장률과의 상관관계를 분석하여 자동 급이를 위한 빅데이터를 구축하여 서버에 저장하여 두고, 이러한 빅데이터에 근거하여, 서버에서 빅데이터에 대한 학습을 수행하여 상기한 FIIFF 추론모델과 같은 추론시스템을 구축하고 각각의 사료공급기(20)에 대한 최적의 사료 공급량을 결정하여 전송하도록 구성됨으로써, 복수의 사료공급기(20)에 대하여 최적의 공급량으로 사료를 공급하는 작업이 자동으로 이루어질 수 있으므로 각각의 사료공급기(20)의 구성을 더욱 간소화할 수 있는 동시에, 어류 양식의 효율성 및 생산성을 증대시킬 수 있다. In addition, the intelligent automatic feeding system 10 for fish farms using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, as described above, has a correlation between multi-year data on actual feed supply by fish species and farms and fish growth rate. Analyzing, big data for automatic feeding is built and stored in the server, and based on this big data, the server performs learning on the big data to build an inference system such as the FIIFF inference model described above, and each By being configured to determine and transmit the optimal feed supply amount for the feeder 20, since the operation of supplying feed with the optimal supply amount to the plurality of feeders 20 can be automatically performed, each feeder 20 It is possible to further simplify the configuration of, and at the same time increase the efficiency and productivity of fish farming.

따라서 상기한 바와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 용이하게 구현할 수 있다. Therefore, as described above, an intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention can be easily implemented.

즉, 상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는, 기존의 자동 사료공급장치의 문제점을 해결하고 육상 수조 양식장에서 양식어류의 성장률을 적절하게 유지하면서 사료 공급의 효율성을 극대화하기 위해, 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)을 제시하였으며, 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 기존의 자동 사료공급장치들이 고려하지 못한 양식어류의 생육환경 정보 및 생육 활동상태를 실시간으로 측정하고, 현재 양식어류의 생육상태에 가장 적합한 사료 공급량을 실시간으로 산출하여 자동으로 사료 공급량을 제공하도록 구성될 수 있다. That is, as described above, in the embodiment of the present invention, in order to solve the problems of the existing automatic feeding device and to maximize the efficiency of feed supply while properly maintaining the growth rate of farmed fish in a land-based fish farm, fuzzy reasoning-based presented an intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model), and through this, the intelligent automatic feeding system 10 for fish farms using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, existing automatic feeding devices It may be configured to measure the growth environment information and growth activity status of farmed fish that have not been considered in real time, calculate the feed supply amount most suitable for the current growth state of the farmed fish in real time, and automatically provide the feed supply amount.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 제시된 FIIFF 모델이 적용된 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 상기한 바와 같이, 수조의 온도 및 용존 산소량을 실시간으로 측정하고, 어류의 체중(전중)에 따른 활동(유영) 상태에 따라서 어류의 매우 배고픔, 보통 배고픔, 배부름으로 구분하여 측정한 다음, 퍼지 추론을 위한 입력변수로 수온(Temperature), 용존산소량(Dissolved Oxygen ; DO), 어류 전중(Weight), 어류 활동상태(Swimming State) 데이터를 입력하여, 최종 급이량을 맘다니형 퍼지추론 규칙을 적용하여 산출하는 처리가 수행되도록 구성될 수 있다. To this end, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence to which the FIIFF model presented in the embodiment of the present invention is applied measures the temperature and dissolved oxygen amount of the fish tank in real time, as described above, and According to the activity (swimming) state according to the body weight (whole weight), the fish is measured by dividing it into very hungry, moderately hungry, and full. Then, water temperature and dissolved oxygen (DO) are input variables for fuzzy inference. , Fish Weight, and Fish Swimming State data may be input, and processing of calculating the final feeding amount by applying the Mamdani-type fuzzy reasoning rule may be performed.

아울러, 본 발명의 실시예에 제시된 FIIFF 추론모델은, 상기한 바와 같이, 본 발명자들에 의해 실시된 FIIFF 추론모델의 급이량 산출실험 결과에서 8개월동안 양식장에서 실제 투입한 급이량보다 14.8%를 절감하는 효과를 나타내었으며, 따라서 본 발명의 실시예에 제시된 FIIFF 추론모델이 적용된 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 양식어류의 현재 생육환경 정보 및 실시간 활동상태를 기반으로 급이량을 산출하므로 사료 급이량 적절성이 매우 높으며, 기존의 어류용 자동 사료공급 시스템의 근본적인 문제점을 개선하여 매우 낙후되어 있는 수산양식 시설을 보다 첨단화되고 지능화된 스마트 양식장으로 발전시킬 수 있을 것으로 기대된다. In addition, the FIIFF inference model presented in the embodiment of the present invention, as described above, was 14.8 times higher than the actual feeding amount in the farm for 8 months from the results of the feeding amount calculation experiment of the FIIFF inference model conducted by the present inventors. % reduction effect, and therefore, the intelligent automatic feeding system 10 for fish farms using artificial intelligence to which the FIIFF inference model presented in the embodiment of the present invention is applied is the current growth environment information and real-time activity status of farmed fish Since the feeding amount is calculated based on the feed amount, the appropriateness of the feeding amount is very high, and it will improve the fundamental problems of the existing automatic feeding system for fish to develop a very underdeveloped aquaculture facility into a more advanced and intelligent smart farm. hope to be able to

더욱이, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, 상기한 바와 같이, 기존의 자동 사료공급기에 없던 분단위 시간예약 공급기능을 가지고, 2개의 배출구를 형성하여 2개의 수조에 사료를 동시에 공급할 수 있도록 구성되어 1개의 수조에만 사료공급이 가능하던 기존의 사료공급장치의 단점을 개선 가능하며, 사료배출관의 블로워 장치에 에어와 사료가 급격히 마주쳐서 발생하는 역류 및 부서짐을 방지하는 보호 분리막을 설치하고, 블로워 세기를 코드값으로 조정하여 강(6M), 중(4M), 약(2M) 등 3단계로 배출거리를 조절하여 다양한 위치로 사료배출이 가능하도록 구성될 수 있다. Moreover, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention, as described above, has a time reservation feeding function in units of minutes, which was not found in existing automatic feeding feeders, and has two outlets. Formed to supply feed to two tanks at the same time, it is possible to improve the disadvantages of the existing feed supply device that was able to supply feed to only one tank, and air and feed rapidly collide with the blower device of the feed discharge pipe. By installing a protective membrane to prevent backflow and breaking, and by adjusting the blower strength to a code value, the discharge distance is adjusted in three stages: strong (6M), medium (4M), and weak (2M), so that feed is discharged to various locations. It can be configured to be possible.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템(10)은, AI(인공지능)를 이용하여 사료의 양을 정밀하고 보다 더 정확한 양으로 급이가 가능하도록 구성되며, 이와 같이 인공지능 기능을 결합하는 것에 의해 종래기술의 자동 사료공급기보다 장치의 부피나 제어부분의 크기가 감소하여 다양한 공간활용이 가능하고 이동 및 설치가 용이해지는 데 더하여, 어민이 양식장 현장에 없을시에도 모바일폰이나 웹으로 접속하여 원격으로 사료공급이 가능하므로 현장에 얽매이지 않고 원격으로 사료공급이 가능해지는 장점을 가지는 것이다. In addition, the intelligent automatic feeding system 10 for a fish farm using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention uses AI (artificial intelligence) to enable precise and more precise feeding of feed. In this way, by combining the artificial intelligence function, the volume of the device or the size of the control part is reduced compared to the automatic feeding machine of the prior art, enabling various space utilization and facilitating movement and installation. It is possible to supply feed remotely by accessing the mobile phone or web even when not in the hospital, so it has the advantage of being able to supply feed remotely without being tied to the site.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다. In the above, the details of the intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence according to the present invention have been described through the embodiments of the present invention as described above, but the present invention is limited to the contents described in the above embodiments. Therefore, it is natural that the present invention is capable of various modifications, changes, combinations, and substitutions according to design needs and other various factors by those skilled in the art to which the present invention belongs. would.

10. 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템
20. 사료공급기 21. 사료저장부
22. 제 1 슬라이드 23. 제 1 리미트 스위치
24. 계측부 25. 제 2 슬라이드
26. 제 2 리미트 스위치 27. 사료배출구
28. 제 3 슬라이드 29. 송풍부
30. 원격제어 단말기
10. Intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence
20. Feed feeder 21. Feed storage unit
22. 1st slide 23. 1st limit switch
24. Measuring part 25. Second slide
26. 2nd limit switch 27. Feed outlet
28. Slide 3 29. Blower
30. Remote control terminal

Claims (15)

인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템에 있어서,
양식장에 사료를 공급하도록 이루어지는 사료공급기; 및
상기 사료공급기를 원격으로 제어하기 위한 원격제어 단말기를 포함하여 구성되고,
상기 사료공급기는,
양식장에 공급하기 위한 사료가 저장되는 사료탱크를 포함하여 이루어지는 사료저장부;
상기 사료저장부에 저장된 사료를 배출하기 위해 상기 사료저장부의 적어도 일측을 개폐하는 제 1 슬라이드;
상기 제 1 슬라이드의 개폐를 제어하기 위한 제 1 리미트 스위치;
상기 제 1 슬라이드의 개방시 상기 사료저장부로부터 배출되는 사료의 양을 측정하기 위한 측정수단을 포함하여 이루어지는 계측부;
상기 계측부의 적어도 일측을 개폐하는 제 2 슬라이드;
상기 제 2 슬라이드의 개폐를 제어하기 위한 제 2 리미트 스위치;
상기 제 2 슬라이드의 개방시 상기 계측부로부터 배출되는 사료를 외부로 공급하기 위한 적어도 하나의 사료배출구;
상기 사료배출구를 개폐하기 위한 제 3 슬라이드;
상기 계측부로부터 배출되는 사료를 상기 사료배출구를 통해 외부로 내보내기 위한 송풍기를 포함하여 이루어지는 송풍부;
상기 원격제어 단말기를 포함하는 외부 기기와의 통신을 위한 무선통신모듈을 포함하여 이루어지는 통신부;
사료의 공급량과 공급시간 및 상기 사료공급기의 동작에 대한 각종 제어명령이나 설정값을 입력하기 위해 일측에 구비되는 제어패널; 및
상기 제어패널을 통해 입력되거나 상기 원격제어 단말기로부터 전송되는 제어명령에 따라 상기 사료공급기의 전체적인 동작을 제어하며, 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(Fuzzy Inference based Intelligent Fish Feeding Model ; FIIFF 추론모델)을 이용하여, 인공지능(AI)을 통해 양식장 및 양식어류에 대한 최적의 급여량을 결정하고, 결정된 급여량에 따라 공급계획을 수립하여 자동으로 사료공급을 제어하는 처리가 수행되도록 이루어지는 제어부를 포함하여 구성됨으로써,
상기 원격제어 단말기로부터 전송되는 제어명령에 따라 원격으로 사료공급이 가능하도록 구성되는 동시에, 인공지능(AI)을 이용하여, 양식장 및 양식어류에 대한 최적의 급여량을 결정하고 결정된 급여량에 따라 사료공급이 자동으로 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
In the intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence,
A feeder configured to supply feed to the farm; and
It is configured to include a remote control terminal for remotely controlling the feeder,
The feed feeder,
A feed storage unit including a feed tank in which feed for supply to the farm is stored;
a first slide opening and closing at least one side of the feed storage unit to discharge the stored feed;
a first limit switch for controlling opening and closing of the first slide;
a measuring unit including a measuring means for measuring the amount of feed discharged from the feed storage unit when the first slide is opened;
a second slide opening and closing at least one side of the measuring unit;
a second limit switch for controlling opening and closing of the second slide;
at least one feed outlet for supplying the feed discharged from the measuring unit to the outside when the second slide is opened;
a third slide for opening and closing the feed outlet;
a blower unit including a blower for exporting the feed discharged from the measuring unit to the outside through the feed outlet;
a communication unit comprising a wireless communication module for communication with an external device including the remote control terminal;
A control panel provided on one side to input various control commands or set values for the supply amount and supply time of feed and the operation of the feed feeder; and
The overall operation of the feeder is controlled according to a control command input through the control panel or transmitted from the remote control terminal, and a fuzzy inference based Intelligent Fish Feeding Model (FIIFF inference model) ), including a control unit that determines the optimal feeding amount for farms and farmed fish through artificial intelligence (AI), establishes a supply plan according to the determined feeding amount, and automatically controls feed supply By being composed
It is configured to remotely supply feed according to the control command transmitted from the remote control terminal, and at the same time, by using artificial intelligence (AI), the optimal feeding amount for the farm and farmed fish is determined, and feed supply is performed according to the determined feeding amount. An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that it is configured to be automatic.
제 1항에 있어서,
상기 원격제어 단말기는,
사용자의 스마트폰이나 태블릿 PC 또는 컴퓨터(PC)에 원격제어 및 모니터링을 위한 전용의 프로그램을 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 1,
The remote control terminal,
An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that it is configured by installing a dedicated program for remote control and monitoring on a user's smartphone, tablet PC or computer (PC).
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 사료공급기는,
상기 사료저장부에 사료를 저장하여 두고, 사료공급시 장치의 일측에 구비된 상기 제어패널이나 상기 원격제어 단말기를 통해 급여량이 입력되면, 입력된 값에 따라서 상기 제 3 슬라이드가 사료 급이방향으로 이동하고, 상기 제 1 슬라이드가 상기 제 1 리미트 스위치에 접촉할 때까지 이동하여 상기 사료저장부를 개방하는 것에 의해 상기 사료저장부에 저장되어 있던 사료를 상기 계측부로 이동시키며,
상기 계측부에 입력된 무게만큼의 사료가 쌓인 것이 감지되면, 상기 제 1 슬라이드를 폐쇄하고 상기 제 2 슬라이드가 상기 제 2 리미트 스위치에 접촉할 때까지 이동하여 상기 계측부를 개방하는 것에 의해 입력된 무게만큼의 사료를 상기 사료배출구 측으로 이동시키고, 상기 제어패널이나 상기 원격제어 단말기를 통해 입력된 송풍강도에 따라 상기 송풍부의 송풍기가 작동되면서 상기 사료배출구로 이동되는 사료를 외부로 내보내는 것에 의해 사료의 공급이 이루어지며,
상기 계측부에 모인 사료가 모두 빠져나간 것이 감지되면 상기 제 2 슬라이드를 이동하여 상기 계측부를 폐쇄하고 사료의 공급을 종료하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 1,
The feed feeder,
When feed is stored in the feed storage unit and feed amount is input through the control panel or the remote control terminal provided on one side of the device during feed supply, the third slide moves in the feed feeding direction according to the input value. and moving the feed stored in the feed storage unit to the measurement unit by moving until the first slide contacts the first limit switch and opening the feed storage unit,
When it is sensed that feed as much as the input weight is accumulated in the measurement unit, the first slide is closed and the second slide is moved until it contacts the second limit switch, thereby opening the measurement unit as much as the input weight. Supply of feed by moving the feed to the feed outlet side and sending the feed to the feed outlet to the outside while the blower of the blower operates according to the blowing intensity input through the control panel or the remote control terminal this is done,
An intelligent automatic feeding system for a fish farm using artificial intelligence, characterized in that configured to move the second slide to close the measurement unit and terminate the supply of feed when it is detected that all the feed collected in the measurement unit has escaped.
제 4항에 있어서,
상기 사료공급기는,
상기 사료배출구를 2개 이상 다수로 형성하여 복수의 수조에 사료를 동시 공급할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 4,
The feed feeder,
An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that the feed outlet is formed in two or more to simultaneously supply feed to a plurality of tanks.
제 5항에 있어서,
상기 사료공급기는,
상기 송풍부의 송풍기에 사료가 충돌하여 발생하는 역류 및 파손을 방지하기 위한 보호분리막을 더 포함하여 구성되고,
상기 송풍부의 송풍강도를 단계별로 조절하여 사료의 배출거리 및 위치를 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 5,
The feed feeder,
It is configured to further include a protective separator for preventing backflow and damage caused by collision of the feed with the blower of the blowing unit,
An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that configured to adjust the feeding distance and position of the feed by adjusting the blowing strength of the blowing unit step by step.
제 6항에 있어서,
상기 사료공급기는,
일측에 설치된 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 실시간으로 사료의 잔량을 표시하고, 사료가 부족할 경우 사용자에게 사료부족 및 보충에 대한 알림을 보내며, 상기 사료공급기의 동작이나 사료공급 작업에 이상 발생시 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 해당 내용을 사용자에게 알리는 경고메시지를 보내는 모니터링 기능 및
원하는 시간에 원하는 양만큼의 사료를 공급 가능하도록 상기 제어패널 및 상기 원격제어 단말기를 통해 사료공급 시간과 공급량을 설정하는 예약공급 기능을 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 6,
The feed feeder,
Displays the remaining amount of feed in real time through the control panel and the remote control terminal installed on one side, sends a notification to the user about lack of feed and replenishment when the feed is insufficient, and when an abnormality occurs in the operation of the feeder or the feed supply operation A monitoring function that sends a warning message informing the user of the corresponding content through the control panel and the remote control terminal, and
Intelligent for fish farms using artificial intelligence, characterized in that it is configured to have a reservation supply function for setting feed supply time and supply amount through the control panel and the remote control terminal so that a desired amount of feed can be supplied at a desired time. Automatic feeding system.
제 1항에 있어서,
상기 FIIFF 추론모델은,
상기 FIIFF 추론모델의 입력변수 및 출력변수를 결정하는 변수결정단계;
상기 FIIFF 추론모델의 입력변수에 대한 퍼지집합을 결정하는 퍼지집합 결정단계;
상기 FIIFF 추론모델의 퍼지규칙을 생성하는 퍼지규칙 생성단계;
상기 퍼지집합 및 상기 퍼지규칙을 이용하여 FIIFF 추론 시스템을 구축하는 시스템 구축단계; 및
구축된 상기 FIIFF 추론 시스템의 성능을 평가하고 조정을 행하는 평가 및 조정단계를 포함하여, 맘다니형 퍼지추론(Mamdani-style fuzzy inference) 시스템을 기반으로 최종 급이량을 실시간으로 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 1,
The FIIFF inference model,
a variable determination step of determining input variables and output variables of the FIIFF inference model;
a fuzzy set determining step of determining a fuzzy set for input variables of the FIIFF inference model;
a fuzzy rule generation step of generating fuzzy rules of the FIIFF inference model;
a system construction step of constructing a FIIFF inference system using the fuzzy set and the fuzzy rule; and
Process for determining the final feeding amount in real time based on the Mamdani-style fuzzy inference system, including evaluation and adjustment steps of evaluating the performance of the built FIIFF inference system and making adjustments An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that configured to be.
제 8항에 있어서,
상기 변수결정단계는,
양식장의 생육환경과 어류의 성장 및 사료의 공급량에 대하여 측정 및 수집된 데이터로부터 수조의 실시간 온도(Temperature), 용존산소량(DO), 어종 개체의 전중(Weight), 어류의 활동상태(Swimming State)를 포함하는 4가지 요소를 입력변수로 설정하고, 최종 급이량(Feed)을 출력변수로 설정하여 상기 FIIFF 추론모델의 입력변수와 출력변수를 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 8,
In the variable determination step,
Real-time temperature of the tank (Temperature), dissolved oxygen (DO), total weight of fish species, swimming state of fish from data collected and measured on the growth environment of the farm, fish growth and feed supply Four elements including a are set as input variables, and the final feeding amount (Feed) is set as an output variable to perform processing for determining the input variables and output variables of the FIIFF inference model. Artificial, characterized in that Intelligent automatic feeding system for fish farms using intelligence.
제 9항에 있어서,
상기 퍼지집합 결정단계는,
상기 변수결정단계에서 결정된 각각의 입력변수에 대하여, 미리 정해진 기준에 따라 각 변수값의 범위를 구간별로 구분하여 퍼지집합을 결정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 9,
The fuzzy set determination step,
For fish farms using artificial intelligence, characterized in that for each input variable determined in the variable determination step, a process of determining a fuzzy set is performed by dividing the range of each variable value by section according to a predetermined criterion. Intelligent automatic feeding system.
제 10항에 있어서,
상기 퍼지규칙 생성단계는,
상기 퍼지집합 결정단계에서 결정된 퍼지집합의 각 입력변수 값에 따른 출력변수의 값을 서로 대응시켜 입력변수와 출력변수 사이의 관계를 설정하는 규칙을 생성하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 10,
The fuzzy rule generation step,
Artificial intelligence characterized in that it is configured to perform a process of generating a rule for setting a relationship between an input variable and an output variable by matching the value of an output variable according to each input variable value of the fuzzy set determined in the fuzzy set determining step to each other. Intelligent automatic feeding system for fish farms using intelligence.
제 11항에 있어서,
상기 시스템 구축단계는,
상기 퍼지규칙 생성단계에서 생성된 퍼지규칙에 근거하여, MATLAB 퍼지 로직 툴박스(Fuzzy Logic Toolbox)를 이용하여 상기 FIIFF 추론 시스템을 구축하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 11,
The system construction step is,
Based on the fuzzy rules generated in the fuzzy rule generation step, processing for constructing the FIIFF inference system using MATLAB Fuzzy Logic Toolbox is performed. For fish farms using artificial intelligence, characterized in that Intelligent automatic feeding system.
제 12항에 있어서,
상기 평가 및 조정단계는,
상기 시스템 구축단계에서 구축된 상기 FIIFF 추론 시스템의 입력변수 및 출력변수를 양식장의 실제 측정 데이터와 비교하여 재검토하고 퍼지집합의 인접범위를 조정하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 12,
In the evaluation and adjustment step,
The input variables and output variables of the FIIFF inference system built in the system construction step are compared with the actual measured data of the farm, reviewed, and the processing of adjusting the contiguous range of the fuzzy set is performed. Using artificial intelligence, characterized in that configured to perform Intelligent automatic feeding system for fish farms.
제 13항에 있어서,
상기 지능형 자동 사료공급 시스템은,
복수의 상기 사료공급기와 상기 원격제어 단말기 사이에서 통신을 주고받도록 이루어지고, 어종별 및 양식장별로 실제 사료 공급에 대한 데이터와 어류 성장률과의 상관관계를 분석하여 자동 급이를 위한 빅데이터를 구축하여 저장하며, 인공지능을 통해 상기 빅데이터에 대한 학습을 수행하여 상기 FIIFF 추론모델을 구축하고 각각의 상기 사료공급기에 대한 최적의 사료 공급량을 결정하여 전송하는 처리가 수행되도록 이루어지는 서버를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템.
According to claim 13,
The intelligent automatic feeding system,
It is made to send and receive communication between the plurality of feeders and the remote control terminal, and analyzes the correlation between actual feed supply data and fish growth rate by fish species and farm to build big data for automatic feeding storage, and by performing learning on the big data through artificial intelligence to build the FIIFF inference model, and determining and transmitting the optimal feed supply amount for each feeder. A server configured to perform processing configured to further include An intelligent automatic feeding system for fish farms using artificial intelligence, characterized in that.
청구항 1항, 청구항 2항, 청구항 4항 내지 청구항 14항 중 어느 한 항에 기재된 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급 시스템을 이용하여 양식장에 사료를 공급하도록 구성되는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급방법에 있어서,
상기 지능형 자동 사료공급 시스템을 통하여, 맘다니형 퍼지추론(Mamdani-style fuzzy inference) 시스템을 기반으로 최종 급이량을 실시간으로 결정하도록 구성되는 퍼지추론 기반의 지능형 어류 자동 급이모델(FIIFF 추론모델)을 이용하여 최적의 급여량이 결정되는 급여량 결정단계; 및
상기 급여량 결정단계에서 결정된 급여량에 따라 상기 지능형 자동 사료공급 시스템의 사료공급기를 통하여 사료의 공급이 수행되는 사료공급단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인공지능을 이용한 어류 양식장용 지능형 자동 사료공급방법.
Fish farming using artificial intelligence configured to supply feed to the farm using the intelligent automatic feeding system for fish farming using artificial intelligence according to any one of claims 1, 2, and 4 to 14 In the enteric intelligent automatic feeding method,
Through the intelligent automatic feeding system, a fuzzy inference-based intelligent fish automatic feeding model (FIIFF inference model configured to determine the final feeding amount in real time based on a Mamdani-style fuzzy inference system) ) Determine the amount of benefits to determine the optimal amount of benefits using; and
An intelligent automatic feeding method for a fish farm using artificial intelligence, characterized in that it comprises a feeding step in which feed is supplied through a feeder of the intelligent automatic feeding system according to the feeding amount determined in the feeding amount determining step. .
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