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일본의 축산업은 2016년도 농림수산성 통계자료를 살펴보면 농업분야 총생산액(9.2조엔) 가운데 34.3%(3.16조엔)로 채소 27.8%(2.56조엔), 쌀 17.9%(1.65조엔), 과수 9.0%(0.83조엔) 보다 더 큰 비중을 차지하고 있다. 일본농업 전반적인 추세에 맞물려 영농후계자 부족과 고령화 등으로 가축농가수는 점점 줄어드는 반면 1호당 사육하는 가축수는 증가하고 있다. 농가수 감소에 따른 농가의 규모화로 관리해야할 가축두수가 증가해 인력에 의한 개체별 정밀관리가 점점 어려워지고 있는 실정이다.

이에 일본 농림수산성에서는 스마트기술이 접목된 사료급여 생력화를 위한 △사료급이로봇의 보급, 번식관리 생력화를 위한 △발정·분만 감지 모니터링 시스템 보급, 착유작업 생력화를 위한 △착유로봇과 착유유니트 운반장치 등의 보급 등을 추진하고 있다. 또 2020년까지 각 기관에서 개별적으로 보유하고 있는 소의 생산관련 정보를 전국 단위에서 일원적으로 집약하는 ‘전국판 축산클라우드’ 구축은 물론 생산자와 민간기업 등이 이용 가능한 체계 구축을 추진하고 있다. 

일본 큐슈지역을 중심으로 이루어지고 있는 축산분야 스마트기술 응용사례를 살펴보면, 앞에서도 언급했지만 큐슈지역은 일본 내 대표적인 육우 생산지역이며 육우용 송아지의 생산기지로 일본전체의 47%로 1위를 차지하고 있으며 홋카이도(12%), 오키나와(8%) 등을 뒤를 잇고 있다. 이곳에서는 육우용 송아지 생산의 효율성을 향상시키기 위해 스마트기술인 무선 발정·분만 감지 시스템을 도입해 활용하고 있다. 이 장치는 번식우가 임신 시 체온 변화에 따른 분만 시기 판정, 발정 시 수정적기 및 시간의 해명 등 번식우 관리법 확립을 위해 개발된 시스템이다. 이 시스템을 활용해 발정 발견율을 기존보다 30% 향상된 65%를 달성하고, 분만 사고율을 1%이하로 줄이며, 발정 및 분만 감시에 소요되는 노동력을 연간 500두를 기준으로 5,000시간 줄일 수 있다.

이 시스템은 소의 자궁 내 체온을 측정하는 통신장치 내장형 체온 센서와 센서 신호를 받아 전송하는 중계기 등으로 구성돼 있다. 체온센서는 송아지 분만 예정일 7일 전에 소 자궁에 삽입해 ‘체온이 0.4℃ 하강하게 되면 분만이 가까워진다’는 연구결과와 ‘발정을 하게 되면 체온이 다소 올라간다’는 결과를 응용해 구축된 시스템이다.

실증시험 결과 분만관리 통보 패턴에 있어 대상 601두 중 분만 준비 및 분만 긴급 통보 모두 통보된 건수는 525두, 접근 67두, 준비 9두로써 98.5%가 정상적 분만 준비가 가능했다. 분만 예정 3일전부터 분만감시를 한다고 가정하고, 야간 대응일수(우온계(체온센서) 사용: 평균 8.8일, 우온계 미사용: 평균 1.6일)까지 포함하고, 분만 감시를 20분/1회, 1일 6회로 가정하면, 우온계를 사용할 경우 1두 당 감시업무시간은 14.4시간 감소되는 것으로 분석되었다.

분만 준비 통보로부터 분만 긴급 통보까지 약 24시간 걸렸으며, 분만 긴급 통보부터 분만까지는 약 2시간 정도 걸려 분만을 위한 준비가 가능하였음을 밝혀냈다. 또 준비통보 발생 시간대를 분석한 결과 점심부터 저녁시간대 사이의 비율이 높아 내일은 분만 하겠구나 등의 예측이 가능함을 밝혀냈다. 체온은 걸음수 측정기와 승가(承駕) 등과 거의 동등한 추이를 나타내 발정발견에 사용가능성이 높았고 걸음변화가 없는 개체에서도 발정을 감지할 수 있을 것으로 판단되었다. 따라서 이 시스템을 번식우 사육농장에 적용할 경우 분만 사고율은 1%이하로 줄일 수 있으며, 발정 발견율은 80%를 달성할 수 있으며, 노력은 500두 기준 연간 약 7,200시간 줄일 수 있는 것으로 분석됐다.

[그림 1]은 분만 감시 관련 데이터를 나타내는데 체온이 크게 하강하게 되면 분만 준비 통보를 하게 되고, 약 24시간 후에 양수가 터져 체온센서가 자궁 밖으로 나와 바닥에 떨어지면 분만 긴급 통보를 하는 원리이다. 또 걸음수, 승가회수, 체온변화를 한눈에 볼 수 있게 만든 그래프는 걸음 수 증가에 따른 승가회수 증가 및 체온 증가를 알 수 있도록 했다. 무선 발정·분만 감지 시스템을 적용해 번식우를 사육하고 있는 농장도 살펴볼 수 있다.