[디지털비즈온 이호선 기자] 4차산업의 발달로 인해 목동들은 사라질 운명에 처했다.

수백, 수천 마리의 젖소 떼를 키우는 농부라면 젖소의 위치와 웰빙을 감시하는 것이 어려운 일이 될 수 있지만, 4차산업의 발달로 가축들을 사물 인터넷(IoT)을 결합하여 관리한다.

새로운 연구는 이 개념을 흥미롭고 자급자족하는 방향으로 가져와 소의 발목과 목에 묶인 ‘스마트워치 스타일의 센서’가 가축들의 움직임을 통해 스스로 동력을 얻을 수 있는지를 알려준다.

중국 남서교통대학교(Southwest Jiaotong University)의 과학자들은 고급 센서가 환경과 동물 자체를 모니터링하고 주로 운동 에너지에 의해 구동되는 "스마트 목장용 NZES(Near Zero Energy System)"에 대한 이상적인 솔루션을 개발했다.

센서에 전원을 공급하는 기존 방법은 주로 화학 배터리에 의존하므로 교체가 어렵고 환경 오염 문제가 발생된다. 연구팀은 풍력과 태양 에너지를 배터리의 대체 에너지원으로 변경했다.

전자기 에너지 하베스터는 동물의 움직임을 수확하여 자체 전원을 공급할 수 있는 장치와 FUC 기술을 적용하여 광대역 기술 대역폭으로 효율성을 높였다.

AI를 활용한 스마트팜 시스템은, 목장에서 소의 환경 및 건강 정보를 모니터링하면 질병을 예방하고 목초지 사육 및 관리의 효율성을 향상시킨다.

중국 남서교통대학 쯔타오 쟝(Zutao Zhang) 교수는 "이 정보에는 산소 농도, 공기 온도 및 습도, 운동량, 생식 주기, 질병 및 우유 생산이 포함될 수 있다." 고 밝혔다.

연구팀은 스마트 목장에서 소는 가리비 껍질 모양의 스마트워치 같은 웨어러블을 착용한다. 껍데기는 동물의 몸과 동기화되어 움직이고 내부의 진자는 회전하며 자석 및 코일과 함께 작동하여 이러한 움직임을 증폭하고 운동 에너지를 전기 에너지로 전환하여 온보드 리튬 배터리에 저장한다고 설명했다.

연구팀은 소의 움직임을 시뮬레이션한 실험실 테스트에서 장치의 에너지 수확 잠재력을 테스트했으며 작은 센서에 충분한 전력을 생성할 수 있음을 입증했다. 본 연구는 iScience 에 게재되었다.