KR20230070887A - 곤충 생육을 제어하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곤충을 사육하는 기술에 관한 것으로, 곤충 생육을 제어하는 장치는, 생육 단계별로 곤충을 생육하는 복수 개의 분리된 생육 구간이 순차적으로 연결되고 생육 단계에 따라 성장한 곤충과 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키는 컨베이어 벨트가 생육 구간마다 구비되며 생육 구간은 적어도 일측면이 서로 접촉하여 형성되는 생육부, 생육 구간마다 구비되어 온도 및 습도를 포함하는 환경 인자 및 곤충의 생육 정보를 측정하는 상태 센서, 생육 구간마다 구비되어 환경 인자의 값을 변화시키는 환경 조절부 및 생육 구간별로 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 조절하거나 생육 단계를 진행시키는 제어부를 포함한다.

Description

곤충 생육을 제어하는 장치{Apparatus for controlling insect growth}

본 발명을 사육장 내에서 다양한 조건을 인공적으로 조절하여 곤충을 생육하는 기술에 관한 것으로, 특히 센서 및 환경 제어 수단과 결합된 사물 인터넷(Internet of Things: IoT) 기반의 사육장 내에서 곤충의 생육 상태를 모니터링하고 성장을 촉진하도록 환경 조건을 조절함으로써 곤충의 생육을 제어하는 장치에 관한 것이다.

2012년 이탈리아 로마의 유엔식량농업기구(FAO) 본부에서 개최된 식량 안보 자문회의에서 세계 식량안보 달성을 위한 전략의 하나로서 곤충의 식품 및 사료 이용의 잠재적 장점에 대한 내용이 공표되었는데, 식품 생산에 있어서 사료 대비 곤충이 매우 효율적이라는 점이 강조되었다. 예시된 바에 따르면, 곤충의 경우 사료 2kg으로 1kg의 곤충 식품을 만들 수 있지만, 가축의 경우 8kg의 사료를 먹어야 1kg의 고기 식품을 수확할 수 있는 효율의 차이가 존재하였다.

또한, 농림축산식품부 및 농촌진흥청 자료에 따르면, 곤충 산업에 관한 세계 시장 규모는 2020년 38조로 예상되며, 2007년보다 무려 345% 증가한 규모에 해당한다. 특히, 국내 시장 규모의 CAGR(compound annual growth rate)는 26.5%로 타 사업 대비 초 고성장 산업임을 알 수 있다. 이와 같이, 사료 곤충 제품에 대한 반려동물 시장 내지 애완동물용 시장에서 품질과 영양가가 높고 안정한 제품에 대한 요구가 나날이 증가하고 있으며, 매출 규모도 급증하고 있는 추세이다.

그러나, 사육 농가에서 동애등에 등 사료 곤충에 대한 표준화된 사육 매뉴얼이 부족하고, 곰팡이 등 천적에 무방비로 노출되었을 시 한꺼번에 폐사되는 등의 사고에 대응할 수 있는 기술 등이 부족하여 충분한 공급에 어려움이 있는 실정이다.

한편, 사물 인터넷 기술은 단순히 사물을 네트워크로 연결한다는 기술적 의미에 머무르지 않고, 사람과 사물 간에 의사소통을 가능케 함으로써 우리 생활에 다른 근본적 변화를 가져올 수 있는 기술이다. 전통적 곤충 사육 기술이 각 곤충 사육농의 감각을 통한 간헐적 상황감지, 개인적 지식 수준에 따른 상황 판단, 및 시간적/공간적 제약으로 인한 지연된 상황대처를 숙명처럼 받아들였으나, 이는 사물 인터넷 기술의 도움에 의해 종래의 기술적 한계가 상당 부분 해소될 수 있을 것으로 기대된다.

이하에서 제시되는 선행기술문헌은 센서를 이용하여 곤충의 생육 상태 및 환경 인자를 감지하여 최적화된 성장 제어를 수행하는 개괄적인 기술을 제시하고 있다. 그러나, 이러한 곤충의 사육 제어 장치를 실제로 구현함에 있어서 각 생육 단계에 적합한 생육 제어를 수행하는 경우 다양한 현실적인 어려움이 나타났는바, 이를 해소할 수 있는 구체적인 기술 수단이 요구되었다.

한국특허등록공보 제2205407호, "곤충의 사육 제어 장치 및 방법"

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 곤충의 생육 단계별로 서로 상이한 생육 환경이 요구된다는 점이 지적되었는바 단일화된 사육장만으로는 최적의 생육이 불가능하다는 한계를 극복하고, 생육 단계별로 구분된 사육장에서 곤충의 생육을 제어하는 경우 각각의 생육 단계별 진행 속도의 차이로 인해 병렬적이고 효율적인 곤충 생산이 어렵다는 약점을 해소하며, 곤충을 성충으로 성장시킨 경우 상품성 있는 곤충의 출하 과정에서 분변토가 완전히 분리되지 않고 섞이는 문제를 방지하고자 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치는, 생육 단계별로 곤충을 생육하는 복수 개의 분리된 생육 구간이 순차적으로 연결되고, 생육 단계에 따라 성장한 곤충과 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키는 컨베이어 벨트가 생육 구간마다 구비되며, 상기 생육 구간은 적어도 일측면이 서로 접촉하여 형성되는 생육부; 상기 생육 구간마다 구비되어 온도 및 습도를 포함하는 환경 인자 및 곤충의 생육 정보를 측정하는 상태 센서; 상기 생육 구간마다 구비되어 상기 환경 인자의 값을 변화시키는 환경 조절부; 및 상기 생육 구간별로 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 조절하거나 상기 생육 단계를 진행시키는 제어부;를 포함한다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 생육부는, 적어도 하나의 생육 구간에는 상기 곤충의 먹이가 되는 유기물이 공급되는 공급로가 형성되고, 상기 복수 개의 분리된 생육 구간별로 하나의 층(layer)을 형성하되 생육 단계의 순서대로 최상층의 생육 구간으로부터 아랫 방향으로 순차적으로 생육 구간이 할당되어 적층되고, 상기 생육 구간은 상부면 및 하부면 중 적어도 하나가 서로 접촉하고 상기 생육 구간의 측면은 플렉서블(flexible) 소재로 차폐되어 상기 생육 구간별로 독립된 생육 환경을 형성하며, 상기 컨베이어 벨트를 구동하여 현재의 생육 구간의 말단으로부터 다음의 생육 구간으로 적재물을 낙하시켜 곤충 및 분변토를 이동시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 환경 조절부는, 상기 생육 구간의 제 1 측면에 부착된 제 1 배관을 통해 공기를 공급하되, 상기 제 1 배관은 충진된 탄소 발열체에 의해 가열된 공기를 상기 생육 구간에 주입하고, 상기 생육 구간을 가로질러 제 2 측면에 부착된 제 2 배관을 통해 공기를 배출하되, 전열 교환기를 통해 배출되는 공기의 열교환을 수행하며, 상기 배관 내부에 연결된 가습 수단 또는 상기 생육 구간의 일단에 마련된 분사 노즐을 통해 습기를 공급하고, 상기 상태 센서는, 상기 생육 구간마다 일정 간격으로 배치되어 온도를 측정하는 온도 센서 및 습도를 측정하는 습도 센서를 포함하되, 상기 온도 센서 및 상기 습도 센서는 상기 생육 구간 중 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관의 사이에 배치되고, 상기 제어부는, 상기 상태 센서를 통해 측정된 환경 인자에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부를 통해 온도 및 습도를 조절할 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 제어부는, 상기 생장 조건에 따라 현재의 측정 온도로부터 온도 기준치까지 가열하는 경우 가열된 공기의 공급에 따른 습도의 저하 정도를 고려하여 상기 가습 수단 또는 상기 분사 노즐을 통해 습기를 보충하고, 상기 생장 조건에 따라 현재의 측정 습도로부터 습도 기준치까지 습기를 공급하는 경우 상기 공급로를 통한 유기물의 공급에 따른 습도의 과잉 정도를 고려하여 상기 가습 수단 또는 상기 분사 노즐을 통해 공급되는 습기를 감소시킬 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 상태 센서는, 상기 생육 구간 내의 CO₂ 및 악취를 유발하는 가스 중 적어도 하나를 측정하는 가스 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 상태 센서를 통해 측정된 CO₂ 에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생장 조건의 만족 여부를 판단하거나, 상기 상태 센서를 통해 측정된 가스의 농도가 미리 설정된 가스 기준치에 도달한 경우 가스 제거 수단을 구동하여 악취를 방지할 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 상태 센서는, 상기 생육 구간마다 설치되어 곤충의 생육 상태에 관한 영상을 획득하는 카메라를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 영상 인식을 통해 상기 곤충의 생육 상태를 식별하고, 식별된 상기 곤충의 생육 상태에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 목표의 달성 정도를 산출할 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 제어부는, 상기 생육 구간 각각에 대해 산출된 생육 목표의 달성 정도 및 상기 생육 구간을 통한 곤충 생육의 지속 시간을 함께 고려하여 현재의 생육 단계에서 다음의 생육 단계로 진행시킬지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 생육 단계의 진행이 결정된 경우, 상기 생육 구간별로 구비된 컨베이어 벨트를 동시에 구동하여 상기 곤충과 상기 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키고, 이전 단계에서의 생육 목표의 달성 정도를 참조하여 현재의 생육 단계에 부합하는 생장 조건을 조정하되, 상기 달성 정도가 작은 순서대로 생육을 독려하도록 조정함으로써 모든 생육 구간의 목표 달성 시점이 균등하도록 유도할 수 있다. 나아가, 상기 제어부는, 상기 생육 구간 각각에 대해 산출된 생육 목표의 달성 정도 중에서 최고 달성 정도값과 최저 달성 정도값의 차이를 산출하고, 산출된 차이가 차이 임계값보다 큰 경우 상기 최고 달성 정도값과 상기 최저 달성 정도값의 사이에서 모든 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정하며, 산출된 차이가 차이 임계값보다 작거나 같은 경우 상기 최고 달성 정도값을 기준으로 다른 생육 구간의 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정할 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 제어부는, 설정된 최적의 생장 조건을 고려하여 상기 생육부의 각 생육 구간별로 온도, 습도 및 지속 시간을 산출하되, 최하층의 생육 구간에 대해서는 산출된 온도 및 습도보다 상대적으로 더 낮은 온도 및 습도로 조정된 값에 따라 상기 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 제어함으로써 출하되는 상기 곤충 및 상기 분변토의 용이한 분리를 유도할 수 있다. 또한, 상기 생육부는, 상기 최하층의 생육 구간의 말단에 진동 발생 수단을 더 구비함으로써 출하되는 상기 곤충 및 상기 분변토의 용이한 분리를 유도할 수 있다.

일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치에서, 상기 제어부는, 상기 생육 구간이 곤충의 알을 생육하는 단계인 경우 빠른 부화를 유도하는 항온 및 항습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하고, 상기 생육 구간이 최종 출하 단계인 경우 상기 곤충과 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는 저온 및 저습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하며, 그 외의 생육 구간의 경우 활발한 먹이 활동에 의한 곤충의 빠른 성장을 유도하는 온도 및 습도의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 생육 단계별로 분리된 다수의 생육 구간을 통해 동시에 곤충을 생육함으로써 생산성을 극대화시킬 수 있고, 분리된 생육 구간에서 나타날 수 있는 생육 속도의 편차를 환경 인자의 제어를 통해 해소함으로써 병렬적이고 효율적인 곤충 생산을 유도하며, 곤충의 출하 과정에서 온도 및 습도의 조절을 통해 곤충과 분변토의 용이한 분리를 도모하여 상품성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치의 생육부를 적층형 구조로 구현한 측면도이다.
도 3은 도 2의 적층형 구조의 생육부 중에서 하나의 생육 구간을 예시한 사시도이다.
도 4는 하나의 생육 구간을 예시하여 생육 제어를 수행하는 과정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 생육 구간별 생육 목표의 달성 정도를 고려한 생육 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 출하를 위한 마지막 생육 구간에서 수행되는 생육 제어 과정을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 출하를 위한 마지막 생육 구간에서 곤충 및 분변토의 분리를 유도하는 생육 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치를 구현한 프로토타입(prototype)을 예시한 도면이다.

가정이나 식당 등에서 배출되는 음식물 쓰레기, 산업 현장에서 발생하는 유기성 폐기물, 축사에서 발생하는 축분 및 인분 등과 같은 유기성 폐기물을 처리 없이 배출하는 경우 토양과 하천 등에 심각한 환경문제를 발생시킬 수 있음이 널리 알려져 있다. 최근 생물을 이용하여 유기성 폐기물을 처리하는 방법이 개발되었는데, 생물에 의해서 처리되어 배출된 분변토는 농경지, 원예, 과수원 등의 경작에 퇴비로서 유용하게 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 식물의 성장과 생산물의 수확량을 증가시키는 역할을 한다고 알려졌다.

이러한 유기성 폐기물 처리를 위한 생물로서 곤충을 활용하는 것이 매우 유용하다. 특히, 유기성 폐기물을 처리하는 곤충들 중에서 동애등에는 3~5일 만에 음식물 쓰레기의 80% 이상을 분해할 수 있고, 분해된 음식물 쓰레기는 유충 투입 전보다 부피는 약 42%, 무게는 약 70% 정도로 줄어들어 분해 효율이 매우 뛰어나다. 또한 동애등에는 분해자 역할을 하는 유충의 기간은 14일 정도로 지렁이나 집파리 보다 길기 때문에 동애등에를 사용하여 유기성 폐기물을 처리하는 장치에 대한 개발이 다양하게 이루어지고 있다. 나아가 동애등에 유충은 항균물질 등 의약용 소재로서 사용되거나, 바이오 디젤의 원료로서 사용될 뿐만 아니라, 가축의 사료로서 사용할 수도 있는 등 유충 자체의 활용도도 매우 높다.

최근에 동애등에를 사용하여 유기성 폐기물을 처리하는 과정을 자동화하는 장치들이 개발되고 있었으나, 유기성 폐기물의 처리에 중점을 두어 유기성 폐기물을 분해할 수 있는 기간(약 14일)이 지나면 번데기가 되기 위해 건조한 장소를 찾으러 바깥으로 기어 나오는 동애등에 유충의 습성을 이용할 뿐이고, 성장한 유충을 별도로 수거하기에는 적합하지 못한 구성을 가지고 있기 때문에, 유충의 활용도는 높아지지 못하고 있는 실정이다.

이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은, 유기성 폐기물을 처리하여 환경을 정화할 수 있고, 배출된 분변토를 퇴비로서 활용할 수 있으며, 스스로는 사료용 또는 의료용 재료로서 활용될 수 있는 곤충을 사육 대상으로 한다. 사육 실험과 생육 모델은 동애등에를 대상으로 하였으나 이에 한정하지 않으며, 곤충 및 분변토 모두를 활용할 수 있는 다양한 곤충을 생육하는데 적용될 수 있는 제어 장치를 제안하고자 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치를 도시한 블록도이다.

생육부(10)는, 생육 단계별로 곤충을 생육하는 복수 개의 분리된 생육 구간이 순차적으로 연결되고, 생육 단계에 따라 성장한 곤충과 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키는 컨베이어 벨트가 생육 구간마다 구비되며, 상기 생육 구간은 적어도 일측면이 서로 접촉하여 형성된다. 여기서, 생육 구간의 분리는 곤충의 생육 단계별로 서로 상이한 생육 환경이 요구된다는 점에서 안출되었다. 특히, 곤충의 생육 단계의 진행에 따라 단일 생육 환경의 환경 인자들을 지속적으로 변화시킴으로써 곤충의 성장을 관리할 수도 있으나, 이는 대량 생산의 관점에서 매우 비효율적이다. 따라서, 곤충의 생육 단계별로 서로 다른 단계의 곤충들을 동시에 병렬적으로 생육하기 위해 생육부(10)의 공간을 물리적으로 분리하였다. 즉, 분리된 생육 구간을 순차적으로 연결하여, 하나의 단계를 통해 생육이 완료되면 다음 단계로 곤충과 분변토를 전달하고자 하였다. 이를 위해, 본 발명의 실시예들은 각각의 생육 구간을 컨베이어 벨트 상에서 구현하였고, 이를 순차적으로 연결하여 곤충과 분변토를 이동시킬 수 있었다. 또한, 공간의 효율적인 활용을 위해 각각의 생육 구간은 일측면을 서로 접촉하여 구성하였는데, 공간상에서 'ㄹ' 자와 같은 지그재그 형태로 생육 구간을 배치함으로써 각각의 생육 구간을 분리하여 구현하면서도 온도 유지에 유리한 효과를 도모하였다. 구현의 관점에서 평면상에서 서로 반대의 이동 방향을 갖도록 생육 구간을 배치할 수도 있고, 수직 방향으로 생육 구간을 적층하여 배치할 수도 있을 것이다. 본 발명의 실시예들은 공간 활용과 이송의 편의를 위해 수직 방향의 적층 구조를 통해 구현하였으나, 이에 한정되지 않는다.

상태 센서(20)는, 상기 생육 구간마다 구비되어 온도 및 습도를 포함하는 환경 인자 및 곤충의 생육 정보를 측정하는 구성이다. 곤충의 생육을 제어하기 위해 가장 필수적인 환경 인자는 온도 및 습도로서 상태 센서(20)는 각각 온도 및 습도를 측정할 수 있는 센서를 구비한다. 또한, 곤충의 성장 정도 내지 상태를 파악하기 위한 센서도 구비되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 영상 인식을 통해 곤충의 생육 정보를 파악하기 위한 카메라가 활용될 수 있다.

환경 조절부(30)는, 상기 생육 구간마다 구비되어 상기 환경 인자의 값을 변화시키는 구성이다. 따라서, 환경 인자에 대응하는 조절 수단이 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 온도 조절을 위한 온도 조절 수단이 필요하고, 습도 조절을 위한 습도 조절 수단이 필요하다. 온도 조절의 경우 히터 내지 쿨러를 고려할 수 있는데, 생육 현장에서의 상황을 고려할 때, 온도 유지를 위한 히터가 유용하며, 따뜻하거나 건조한 공기를 생육 구간에 공급하거나 생육 구간 내의 공기를 배출하여 온도를 조절할 수 있는 배기 수단이 바람직하다. 또한, 습도 조절의 경우 부족한 습기를 보충하기 위한 물 분사 장치가 활용될 수 있다.

제어부(40)는, 상기 생육 구간별로 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부(30)를 통해 환경 인자의 값을 조절하거나 상기 생육 단계를 진행시키는 구성이다. 따라서, 제어부(40)는 사육 대상인 곤충의 종류에 따라 미리 생육 단계별 생장 조건이 마련되고, 그에 따른 환경 인자의 조절 범위가 데이터베이스(45) 내에 저장될 수 있다. 제어부(40)는 이러한 저장값들을 참조하여 현재 상태 센서(20)를 통해 측정된 값들이 현재의 생육 단계에 적합한지 여부를 판단하여 환경 조절부(30)의 개별 요소들의 동작을 제어함으로써 최적의 생육 환경을 유지할 수 있다.

보다 구체적으로, 제어부(40)는, 생육 구간이 곤충의 알을 생육하는 단계인 경우 빠른 부화를 유도하는 항온 및 항습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절할 수 있다. 또는, 제어부(40)는, 생육 구간이 최종 출하 단계인 경우 상기 곤충과 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는 저온 및 저습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절할 수 있다. 나아가, 제어부(40)는, 그 외의 생육 구간의 경우 활발한 먹이 활동에 의한 곤충의 빠른 성장을 유도하는 온도 및 습도의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절할 수 있다. 이와 같이, 제어부(40)는 생육 구간의 서로 다른 목표에 따라 해당 구간을 적절하게 제어함으로써 분리된 생육 구간의 진행 속도를 서로 균일하게 유지하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 생육부(10)가 독립된 생육 구간으로 분리되어 있으므로, 곤충 내지 분변토의 대량 생산을 위해서는 모든 생육 구간이 동시에 단계를 진행하고, 동시에 단계를 종료하며, 동시에 다음 단계로 병렬적으로 이동시킬 필요가 있기 때문이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치의 생육부를 적층형 구조로 구현한 측면도로서, 총 4개의 생육 구간(11a, 11b, 11c, 11d)을 예시하였다.

적어도 하나의 생육 구간(11a, 11b, 11c, 11d)에는 상기 곤충의 먹이가 되는 유기물이 공급되는 공급로(미도시)가 형성될 수 있는데, 예를 들어, 스크류 컨베이어와 같은 수단으로 구현될 수 있으며, 각각의 생육 구간에서 요구되는 양만큼의 유기물이 공급될 수 있도록 제어된다.

이때, 복수 개의 분리된 생육 구간(11a, 11b, 11c, 11d)별로 하나의 층(layer)을 형성하되 생육 단계의 순서대로 최상층의 생육 구간으로부터 아랫 방향으로 순차적으로 생육 구간이 할당되어 적층될 수 있다. 즉, 최상층은 곤충의 알이나 아주 작은 유충의 생육 구간으로 지정되고, 최하층은 출하를 위한 성충의 생육 구간을 지정될 수 있다.

이러한 생육 구간(11a, 11b, 11c, 11d)은 상부면 및 하부면 중 적어도 하나가 서로 접촉하고 상기 생육 구간의 측면은 플렉서블(flexible) 소재(미도시)로 차폐되어 상기 생육 구간별로 독립된 생육 환경을 형성하며, 컨베이어 벨트(13)를 구동하여 현재의 생육 구간의 말단으로부터 다음의 생육 구간으로 적재물(15)을 낙하시켜 곤충 및 분변토를 이동시킬 수 있다. 따라서, 최하층의 컨베이어 벨트(13)의 이동 방향의 말단에는 출하되는 곤충 및 분변토를 수거하기 위한 수거부(19)가 마련된다.

도 3은 도 2의 적층형 구조의 생육부 중에서 하나의 생육 구간을 예시한 사시도이다.

생육 구간은 유충의 먹이가 되는 유기물과 유충이 담기는 사육 공간을 형성한다. 이때 생육 구간은 롤러(12)에 의해서 움직이는 컨베이어 벨트(13)가 바닥면을 이루고, 컨베이어 벨트(13)의 길이 방향을 따라 양측면에 세워진 측벽(14)과 컨베이어 벨트(13)를 가로지르며 선택적으로 배치되는 칸막이(16)가 벽면을 이룰 수 있다. 본 실시예의 사육 공간에서, 컨베이어 벨트(13)가 롤러(12)에 의해서 움직일 때에 측벽(14)과 칸막이(16)가 함께 움직이면서 사육 공간 전체가 움직일 수 있다. 즉, 컨베이어 벨트(13)의 길이 방향을 따라 양측면에 세워진 측벽(14)을 컨베이어 벨트(13)와 함께 연속적으로 회전시켜 이동하도록 구성하였다. 이때, 측벽(14)을 유연성 재질의 소재로 구성하는 한편, 주름진 구조를 적용하여, 컨베이어 벨트(13)의 말단에서 측벽(14)의 상부 주름이 펴지면서 이동할 수 있도록 구성할 수 있다.

수거부(19)는 컨베이어 벨트(13)의 말단에 위치하는데, 이는 컨베이어 벨트(13) 상에 담긴 적재물이 낙하하는 위치이며, 컨베이어 벨트(13)가 움직여서 사육 공간이 컨베이어 벨트(13)의 말단을 지날 때에 사육 공간에 담겨있던 유기물과 유충 및 분변토가 낙하하여 수거부(19)로 수거된다. 이때 수거부(19)는 거름망을 설치하여 유충과 유기물 내지 분변토를 즉시 분리할 수도 있고, 별도의 분리 장치나 공정을 통해 유충과 유기물 내지 분변토를 분리할 수도 있다.

도 4는 하나의 생육 구간을 예시하여 생육 제어를 수행하는 과정을 설명하기 위한 평면도로서, 컨베이어 벨트(13)의 진행 방향을 따라 양측면에 온도 및 습도를 제어하기 위한 배관(31, 33)을 부착시켜 구현하였다.

생육 제어를 위해, 환경 조절부는, 히터를 통해 가열된 건조 공기를 팬(fan)을 이용하여 생육 구간의 제 1 측면에 부착된 제 1 배관(31)을 통해 공급하되, 상기 제 1 배관(31)은 충진된 탄소 발열체에 의해 가열된 공기를 상기 생육 구간에 주입할 수 있다. 또한, 상기 생육 구간을 가로질러 제 2 측면에 부착된 제 2 배관(33)을 통해 공기를 배출하되, 전열 교환기를 통해 배출되는 공기의 열교환을 수행할 수 있다. 이와 더불어, 상태 센서는, 상기 생육 구간마다 일정 간격으로 배치되어 온도를 측정하는 온도 센서(21a, 21b, 21c)를 포함할 수 있다.

한편, 환경 조절부는, 배관(31) 내부에 연결된 가습 수단(35) 또는 상기 생육 구간의 일단에 마련된 분사 노즐(미도시)을 통해 습기를 공급할 수 있으며, 상기 생육 구간을 가로질러 제 2 측면에 부착된 제 2 배관(33)을 통해 습기를 머금은 공기를 배출할 수 있다. 이러한 습기 조절을 위해, 상태 센서는, 상기 생육 구간마다 일정 간격으로 배치되어 습도를 측정하는 습도 센서(23)를 포함할 수 있다.

이러한 상기 온도 센서(21a, 21b, 21c) 및 상기 습도 센서(23)는 상기 생육 구간 중 상기 제 1 배관(31) 및 상기 제 2 배관(33)의 사이에 배치될 수 있는데, 측정의 민감도를 고려하여 상기 제 1 배관(31) 및 상기 제 2 배관(33) 중 어느 하나에 더 가깝게 배치될 수 있다. 공기가 배출되는 제 2 배관(33)에 가깝게 배치될수록 측정 민감도가 낮아져 안정적인 측정이 이루어질 수 있다.

이제 제어부는, 상기 상태 센서를 통해 측정된 환경 인자에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부를 통해 온도 및 습도를 조절할 수 있다.

여기서, 제어부는, 생장 조건에 따라 현재의 측정 온도로부터 온도 기준치까지 가열하는 경우 가열된 공기의 공급에 따른 습도의 저하 정도를 고려하여 가습 수단(35) 또는 분사 노즐(미도시)을 통해 습기를 보충할 수 있다. 즉, 단지 온도 조절만을 의도하였으나, 가열된 공기의 공급으로 인해 습도가 함께 변화할 수 있으므로 습기 공급을 통한 습도 제어도 함께 수행되는 것이 바람직하다.

나아가, 제어부는, 생장 조건에 따라 현재의 측정 습도로부터 습도 기준치까지 습기를 공급하는 경우 공급로를 통한 유기물의 공급에 따른 습도의 과잉 정도를 고려하여 가습 수단(35) 또는 분사 노즐(미도시)을 통해 공급되는 습기를 감소시킬 수 있다. 즉, 습도만을 제어하는 경우에도 곤충의 먹이로 활용되는 유기물의 공급시 의도하지 않은 수분의 유입이 함께 이루어지므로 이를 고려하여 과습이 되지 않도록 추가적인 제어가 이루어져야 할 것이다.

또한, 상태 센서는, 앞서 기술한 온도 및 습도 센서 이외에, 생육 구간 내의 CO₂ 및 악취를 유발하는 가스 중 적어도 하나를 측정하는 가스 센서(23)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제어부는, 상기 상태 센서를 통해 측정된 CO₂ 농도에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생장 조건의 만족 여부를 판단하거나, 상기 상태 센서를 통해 측정된 가스의 농도가 미리 설정된 가스 기준치에 도달한 경우 가스 제거 수단을 구동하여 악취를 방지할 수 있다. 여기서, 가스 제거 수단은, 예를 들어, 라디칼(radical) 이온을 분사하는 장치가 될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 상태 센서는, 앞서 기술한 온도, 습도 센서 내지 가스 센서 이외에, 생육 구간마다 설치되어 곤충의 생육 상태에 관한 영상을 획득하는 카메라(25)를 포함할 수 있다. 이때, 제어부는, 상기 카메라(25)를 통해 획득된 영상으로부터 영상 인식을 통해 곤충의 생육 상태를 식별하고, 식별된 상기 곤충의 생육 상태에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 목표의 달성 정도를 산출할 수 있다. 영상 인식은, 예를 들어, 획득된 영상으로부터 배경과 객체를 분리하여 곤충에 해당하는 객체 영역만을 분리하고, 분리된 객체 영역에서 곤충의 길이를 추정함으로써 곤충의 생육 상태 내지 성장 단계를 판단할 수 있다. 이를 위해 미리 해당 곤충의 길이에 따른 성장 단계 정보를 저장해 놓을 필요가 있다.

제어부는, 생육 구간 각각에 대해 산출된 생육 목표의 달성 정도 및 상기 생육 구간을 통한 곤충 생육의 지속 시간을 함께 고려하여 현재의 생육 단계에서 다음의 생육 단계로 진행시킬지 여부를 결정할 수 있다. 현재 생육 단계의 완료 여부를 판단하기 위해 영상 인식을 통해 파악된 곤충의 성장 수준을 판단의 기준으로 삼을 수도 있고, 또한 경험에 의해 축적된 평균적인 생육 필요 기간 내지 경과 시간을 판단의 기준으로 삼을 수도 있으며, 이들의 조합을 통해 보다 안정적인 판단을 유도할 수도 있다.

이제, 상기 제어부는, 생육 단계의 진행이 결정된 경우, 상기 생육 구간별로 구비된 컨베이어 벨트를 동시에 구동하여 상기 곤충과 상기 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키고, 이전 단계에서의 생육 목표의 달성 정도를 참조하여 현재의 생육 단계에 부합하는 생장 조건을 조정하되, 상기 달성 정도가 작은 순서대로 생육을 독려하도록 조정함으로써 모든 생육 구간의 목표 달성 시점이 균등하도록 유도할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 분리된 복수 개의 생육 구간의 동시 진행을 전제로 한다. 그런데, 각각의 생육 구간의 생육 상황이 서로 상이할 수 있으므로, 이들을 최대한 일치시키려는 노력이 필요하다. 만약 현재의 단계에서 다음 단계로 진행이 결정된 경우에도 생육 구간들 간의 생육 목표의 달성 정도에 편차가 존재하므로 각 생육 구간마다 생육 목표의 달성 정도에 관한 정보를 다음의 단계 진행시 함께 전달한다. 이제 다음 단계에서는 이전 단계에서의 생육 목표의 달성 정도를 참조하여 생육 속도를 조절하게 된다. 예를 들어, 생육 목표의 달성 정도가 낮은 생육 구간에서는 생육을 보다 촉진할 필요가 있으며, 반면 생육 목표의 달성 정도가 높은 경우 생육 속도를 적절히 조절할 필요가 있다. 다만, 생산성을 고려할 때, 생육 목표의 달성 정도가 높은 생육 구간을 기준으로 나머지 구간의 생육을 촉진하는 것이 바람직하다.

도 5는 생육 구간별 생육 목표의 달성 정도를 고려한 생육 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

S510 단계에서 제어부는 생육 구간(11a, 11b, 11c, 11d) 각각에 대해 생육 목표의 달성 정도를 산출한다. 그런 다음, S520 단계에서 제어부는 달성 정도들 중에서 최고 달성 정도값과 최저 달성 정도값의 차이를 산출하고, S530 단계를 통해 산출된 차이와 미리 설정된 차이 임계값을 비교한다. 여기서, 차이 임계값은 생육 구간 각각의 목표 달성 정도의 편차가 커질 경우, 어떠한 전략에 따라 생장 조건을 조절할지 여부를 결정하는 기준이다. 원칙적으로 생육 제어는 곤충 내지 분변토 생산을 극대화시키기 위해 가장 높은 달성 정도를 목표로 다른 생육 구간을 독려하는 것이 바람직하다. 그러나, 만약 생육 구간 간의 편차가 지나치게 커질 경우, 최고 달성 정도값을 목표로 다른 생육 구간의 생장 조건으로 조정할 경우 생육 제어에 무리가 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 최고 달성 정도값보다 작은 값으로 생장 조건을 낮출 필요가 있다. 이때, 생장 조건을 낮추는 정도는 산출된 차이가 차이 임계값을 얼마나 초과하는지 여부에 비례하여 설정될 수 있다. 한편, 만약 생육 구간 간의 편차가 그다지 크지 않다면, 원칙에 따라 가장 높은 달성 정도를 목표로 다른 생육 구간을 조절할 수 있을 것이다.

도 5를 참조하면, 산출된 차이가 차이 임계값보다 큰 경우 S540 단계로 진행하여 상기 최고 달성 정도값과 상기 최저 달성 정도값의 사이에서 모든 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정할 수 있다. 반면, 산출된 차이가 차이 임계값보다 작거나 같은 경우 S550 단계로 진행하여 상기 최고 달성 정도값을 기준으로 다른 생육 구간의 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정할 수 있다. 이제, S560 단계를 통해 제어부는 조정된 생장 조건에 따라 생육 구간 각각을 제어하게 된다.

도 6은 출하를 위한 마지막 생육 구간에서 수행되는 생육 제어 과정을 설명하기 위한 평면도로서, 앞서 기술한 도 4와 유사한 구성을 구비하되, 진동 발생 수단(27)을 더 포함한다. 또한, 도 7은 출하를 위한 마지막 생육 구간에서 곤충 및 분변토의 분리를 유도하는 생육 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

우선, 제어부는, 설정된 최적의 생장 조건을 고려하여 생육부의 각 생육 구간별로 온도, 습도 및 지속 시간을 산출하되, 최하층의 생육 구간에 대해서는 산출된 온도 및 습도보다 상대적으로 더 낮은 온도 및 습도로 조정된 값에 따라 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 제어함으로써 출하되는 곤충 및 분변토의 용이한 분리를 유도할 수 있다. 앞서 소개한 바와 같이, 곤충을 성충으로 성장시킨 경우 상품성 있는 곤충의 출하 과정에서 분변토가 완전히 분리되지 않고 섞이는 문제가 발견되었는데, 도 6 및 도 7의 실시예를 바로 이를 해결하기 위해 안출된 것이다. 즉, 최적의 생장 조건 보다 온도 및 습도를 상대적으로 더 낮은 값이 되도록 제어함으로써 분변토의 분리를 극대화할 수 있다. 이때, 조정되는 온도 및 습도는 최적의 온도 및 습도보다 상대적으로 낮은 값이면서도, 이와 동시에 곤충의 생장에 저해가 되는 기준 온도 및 기준 습도보다는 높은 값을 갖도록 조정되어야 한다.

또한, 생육부는, 최하층의 생육 구간의 말단에 진동 발생 수단(27)을 더 구비함으로써 출하되는 상기 곤충 및 상기 분변토의 용이한 분리를 유도할 수 있다. 여기서, 진동 발생 수단(27)은 진동 모터가 될 수도 있고, 초음파 내지 저주파의 음파를 이용한 진동 발생기가 될 수도 있다. 이러한 진동 발생 수단(27)은 구현상의 필요에 따라 상기 온도 및 습도 조절과 함께 병행하여 활용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 최하층의 생육 구간(11d)에 대해서, 우선 S710 단계에서 제어부는 출하를 위한 생육 구간에 진입하였는지를 판단한다. 그런 다음, S720 단계에서 곤충의 생육을 위해 각각 최적의 온도 및 습도를 산출한다. 이러한 온도 및 습도의 산출은 다른 생육 구간(11a, 11b, 11c)과 유사하다. 이제, S730 단계에서 최적의 온도보다 상대적으로 더 낮은 온도 조정값이 적용되고, S740 단계에서 최적의 습도보다 상대적으로 더 낮은 습도 조정값이 적용된다. 또한, S750 단계를 통해 선택적으로 진동 발생을 이용하여 곤충 및 분변토의 분리를 촉진할 수 있다.

한편, 생육부는, 컨베이어 벨트의 하부에 브러시(brush)(미도시) 또는 스크레이퍼(scraper)(미도시)를 밀착하여 구비함으로써 상기 컨베이어 벨트에 점착된 분변토를 분리시켜 하부층의 생육 구간으로 공급할 수 있다. 이때 분리된 분변토가 낙하할 때 특정 구간에만 분변토가 많이 쌓이는 것을 방지하기 위해 상기 브러시 또는 스크레이퍼를 컨베이어 벨트의 진행 방향을 따라 사선으로 구현하거나 또는 간단한 바 메커니즘(bar linkage mechanism) 등의 기구적 구조를 통해 밀착 위치를 지속적으로 변화시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 곤충 생육을 제어하는 장치를 구현한 프로토타입(prototype)을 예시한 도면으로서, 분리된 복수 개의 생육 구간별로 각각 층(layer)을 구성하고, 컨베이어 벨트를 통해 각 단계의 완료시에 하층에 위치한 다음 단계로 적재물을 낙하시키는 구조를 구성하였으며, 최종적으로 최하층에서 수거부를 통해 곤충과 분변토를 각각 용이하게 분리하여 수거할 수 있음을 확인하였다.

각각의 생육 구간은 서로 상이한 목표를 갖고 동시에 진행되는데, 이를 위해 제어부는, 생육 구간이 곤충의 알을 생육하는 단계인 경우 빠른 부화를 유도하는 항온 및 항습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하고, 생육 구간이 최종 출하 단계인 경우 상기 곤충과 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는 저온 및 저습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하며, 그 외의 생육 구간의 경우 활발한 먹이 활동에 의한 곤충의 빠른 성장을 유도하는 온도 및 습도의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절할 수 있다.

성능 평가를 위한 실험에서, 대상 곤충은 동애등에가 채택되었으며, 최적의 생육 조건을 다수의 실험을 통해 도출할 수 있었다. 즉, 생육 구간이 알~1령인 경우, 27~30℃의 온도 및 70%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하되, 다음 단계로 진행하기 위한 생육 목표는 0.3cm이다. 또한, 생육 구간이 2~4령인 경우, 30~32℃의 온도 및 60%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하되, 다음 단계로 진행하기 위한 생육 목표는 1.8cm이다. 나아가, 생육 구간이 5령인 경우, 20℃의 온도 및 50%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하는 것이 바람직하다는 결과를 얻을 수 있었다.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 생육 단계별로 분리된 다수의 생육 구간을 통해 동시에 곤충을 생육함으로써 생산성을 극대화시킬 수 있고, 분리된 생육 구간에서 나타날 수 있는 생육 속도의 편차를 환경 인자의 제어를 통해 해소함으로써 병렬적이고 효율적인 곤충 생산을 유도하며, 곤충의 출하 과정에서 온도 및 습도의 조절을 통해 곤충과 분변토의 용이한 분리를 도모하여 상품성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 실시예들에서 제어부가 수행하는 생육 제어 과정은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 생육부
11, 11a, 11b, 11c, 11d: 생육 구간
12: 롤러 13: 컨베이어 벨트
14: 측벽 15: 유기물, 곤충 및 분변토
16: 칸막이 19: 수거부
20: 상태 센서
21a, 21b, 21c: 온도 및 습도 센서
23: 가스 센서 25: 카메라
27: 진동 발생 수단
30: 환경 조절부
31, 33: 배관 35: 가습 수단
40: 제어부 45: 데이터베이스

Claims (14)

1. 생육 단계별로 곤충을 생육하는 복수 개의 분리된 생육 구간이 순차적으로 연결되고, 생육 단계에 따라 성장한 곤충과 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키는 컨베이어 벨트가 생육 구간마다 구비되며, 상기 생육 구간은 적어도 일측면이 서로 접촉하여 형성되는 생육부;
   상기 생육 구간마다 구비되어 온도 및 습도를 포함하는 환경 인자 및 곤충의 생육 정보를 측정하는 상태 센서;
   상기 생육 구간마다 구비되어 상기 환경 인자의 값을 변화시키는 환경 조절부; 및
   상기 생육 구간별로 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 조절하거나 상기 생육 단계를 진행시키는 제어부;를 포함하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 생육부는,
   적어도 하나의 생육 구간에는 상기 곤충의 먹이가 되는 유기물이 공급되는 공급로가 형성되고,
   상기 복수 개의 분리된 생육 구간별로 하나의 층(layer)을 형성하되 생육 단계의 순서대로 최상층의 생육 구간으로부터 아랫 방향으로 순차적으로 생육 구간이 할당되어 적층되고,
   상기 생육 구간은 상부면 및 하부면 중 적어도 하나가 서로 접촉하고 상기 생육 구간의 측면은 플렉서블(flexible) 소재로 차폐되어 상기 생육 구간별로 독립된 생육 환경을 형성하며,
   상기 컨베이어 벨트를 구동하여 현재의 생육 구간의 말단으로부터 다음의 생육 구간으로 적재물을 낙하시켜 곤충 및 분변토를 이동시키는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 환경 조절부는,
   상기 생육 구간의 제 1 측면에 부착된 제 1 배관을 통해 공기를 공급하되, 상기 제 1 배관은 충진된 탄소 발열체에 의해 가열된 공기를 상기 생육 구간에 주입하고, 상기 생육 구간을 가로질러 제 2 측면에 부착된 제 2 배관을 통해 공기를 배출하되, 전열 교환기를 통해 배출되는 공기의 열교환을 수행하며, 상기 배관 내부에 연결된 가습 수단 또는 상기 생육 구간의 일단에 마련된 분사 노즐을 통해 습기를 공급하고,
   상기 상태 센서는,
   상기 생육 구간마다 일정 간격으로 배치되어 온도를 측정하는 온도 센서 및 습도를 측정하는 습도 센서를 포함하되, 상기 온도 센서 및 상기 습도 센서는 상기 생육 구간 중 상기 제 1 배관 및 상기 제 2 배관의 사이에 배치되고,
   상기 제어부는,
   상기 상태 센서를 통해 측정된 환경 인자에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 단계에 부합하는 생장 조건에 따라 상기 환경 조절부를 통해 온도 및 습도를 조절하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 생장 조건에 따라 현재의 측정 온도로부터 온도 기준치까지 가열하는 경우 가열된 공기의 공급에 따른 습도의 저하 정도를 고려하여 상기 가습 수단 또는 상기 분사 노즐을 통해 습기를 보충하고,
   상기 생장 조건에 따라 현재의 측정 습도로부터 습도 기준치까지 습기를 공급하는 경우 상기 공급로를 통한 유기물의 공급에 따른 습도의 과잉 정도를 고려하여 상기 가습 수단 또는 상기 분사 노즐을 통해 공급되는 습기를 감소시키는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 상태 센서는,
   상기 생육 구간 내의 CO₂ 및 악취를 유발하는 가스 중 적어도 하나를 측정하는 가스 센서를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 상태 센서를 통해 측정된 CO₂ 에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생장 조건의 만족 여부를 판단하거나, 상기 상태 센서를 통해 측정된 가스의 농도가 미리 설정된 가스 기준치에 도달한 경우 가스 제거 수단을 구동하여 악취를 방지하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 상태 센서는,
   상기 생육 구간마다 설치되어 곤충의 생육 상태에 관한 영상을 획득하는 카메라를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 카메라를 통해 획득된 영상으로부터 영상 인식을 통해 상기 곤충의 생육 상태를 식별하고, 식별된 상기 곤충의 생육 상태에 기초하여 상기 생육 구간별로 설정된 생육 목표의 달성 정도를 산출하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 생육 구간 각각에 대해 산출된 생육 목표의 달성 정도 및 상기 생육 구간을 통한 곤충 생육의 지속 시간을 함께 고려하여 현재의 생육 단계에서 다음의 생육 단계로 진행시킬지 여부를 결정하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   생육 단계의 진행이 결정된 경우, 상기 생육 구간별로 구비된 컨베이어 벨트를 동시에 구동하여 상기 곤충과 상기 분변토를 다음의 생육 구간으로 이동시키고,
   이전 단계에서의 생육 목표의 달성 정도를 참조하여 현재의 생육 단계에 부합하는 생장 조건을 조정하되, 상기 달성 정도가 작은 순서대로 생육을 독려하도록 조정함으로써 모든 생육 구간의 목표 달성 시점이 균등하도록 유도하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 생육 구간 각각에 대해 산출된 생육 목표의 달성 정도 중에서 최고 달성 정도값과 최저 달성 정도값의 차이를 산출하고,
   산출된 차이가 차이 임계값보다 큰 경우 상기 최고 달성 정도값과 상기 최저 달성 정도값의 사이에서 모든 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정하며,
   산출된 차이가 차이 임계값보다 작거나 같은 경우 상기 최고 달성 정도값을 기준으로 다른 생육 구간의 생육 목표가 달성되도록 생장 조건을 조정하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    설정된 최적의 생장 조건을 고려하여 상기 생육부의 각 생육 구간별로 온도, 습도 및 지속 시간을 산출하되, 최하층의 생육 구간에 대해서는 산출된 온도 및 습도보다 상대적으로 더 낮은 온도 및 습도로 조정된 값에 따라 상기 환경 조절부를 통해 환경 인자의 값을 제어함으로써 출하되는 상기 곤충 및 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 생육부는,
    상기 최하층의 생육 구간의 말단에 진동 발생 수단을 더 구비함으로써 출하되는 상기 곤충 및 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
12. 제 2 항에 있어서,
    상기 생육부는,
    상기 컨베이어 벨트의 하부에 브러시(brush) 또는 스크레이퍼(scraper)를 밀착하여 구비함으로써 상기 컨베이어 벨트에 점착된 분변토를 분리시켜 하부층의 생육 구간으로 공급하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 생육 구간이 곤충의 알을 생육하는 단계인 경우 빠른 부화를 유도하는 항온 및 항습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하고,
    상기 생육 구간이 최종 출하 단계인 경우 상기 곤충과 상기 분변토의 용이한 분리를 유도하는 저온 및 저습의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하며,
    그 외의 생육 구간의 경우 활발한 먹이 활동에 의한 곤충의 빠른 성장을 유도하는 온도 및 습도의 유지를 목표로 상기 환경 인자의 값을 조절하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 곤충은 동애등에이고,
    상기 생육 구간이 알~1령인 경우, 27~30℃의 온도 및 70%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하되, 다음 단계로 진행하기 위한 생육 목표는 0.3cm이고,
    상기 생육 구간이 2~4령인 경우, 30~32℃의 온도 및 60%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하되, 다음 단계로 진행하기 위한 생육 목표는 1.8cm이며,
    상기 생육 구간이 5령인 경우, 20℃의 온도 및 50%의 습도로 상기 환경 인자의 값을 조절하는, 곤충 생육을 제어하는 장치.

Images