• 생물환경조절학회지
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• 제28권2호
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• pp.166-171
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• 2019

본 연구는 수출 딸기 '매향'의 상품성 유지를 위한 이산화염소 가스 농도 및 처리 효과를 구명하고자 수행되었다. 과피의 착색이 $60{\pm}5%$로 진행된 딸기를 수확한 후 $10^{\circ}C$로 설정된 저온저장고에서 이산화염소 가스를 무처리(대조구), 0.2와 $0.4mg{\cdot}L^{-1}$의 농도에 각각 30분간 노출시킨 처리, 저장기간 동안 이산화염소 가스를 $0.4mg{\cdot}L^{-1}$의 농도로 지속적으로 노출시킨 처리로 총 4가지 처리를 수행하였다. 딸기의 무게 손실률, 경도, 당도, 색도, 잿빛곰팡이 발생률, 품질 등급을 저온저장고에 저장하면서 16일간 3일 간격으로 조사하였다. 무게 손실률은 이산화염소 가스 $0.2mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 지속적으로 높았고, 이산화염소 가스가 지속적으로 처리됐을 때 무게 손실률은 다른 처리들에 비해 낮은 경향을 보였다. 경도는 저장 13일째 이산화염소 가스 0.2와 $0.4mg{\cdot}L^{-1}$ 처리에서 유의적으로 높았다. 당도는 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 낮은 경향을 보였다. 색도는 이산화염소 가스 농도 및 처리 방법에 따른 경향성을 보이지 않았다. 지속적인 이산화염소 가스 처리에서 저장 13일째까지는 잿빛곰팡이가 발생하지 않았다. 품질 등급은 이산화염소 처리구에서 대조구에 비해 낮은 경향을 보였다. 결과적으로 수확 후 저장기간 동안 수출 딸기 '매향'에 이산화염소 가스를 지속적으로 처리함으로써 무게 손실률과 잿빛곰팡이 발생률을 감소시킬 수 있었다. 하지만 과실의 품질 등급을 유지시킬 수 있는 방안에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권2호
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• pp.254-265
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• 2021

채취 시기 및 추출 용매에 따른 환삼덩굴 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과 6월에 채취한 환삼덩굴의 열수 추출물의 총 폴리페놀 함량은 41.09 mg/g GAE, 같은 시기에 채취한 70% 에탄올 추출물은 56.64 mg/g GAE를 나타내었으며, 8월에 채취하여 추출한 열수 추출물은 31.56 mg/g GAE, 에탄올 추출물은 31.81 mg/g GAE의 함량을 나타내어, 열수와 에탄올 추출물 모두 6월에 채취하여 추출한 것이 총 폴리페놀 함량이 높게 나타났으며, 채취 시기가 같은 경우 열수 추출물보다 70% 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량이 높은 것으로 나타났다. 전자공여능, SOD 유사활성, ABTS radical 소거능 측정을 통하여 환삼덩굴 추출물의 항산화 활성을 측정한 결과 모든 실험에서 총 폴리페놀 함량이 가장 높게 나타난 6월 채취 70% 에탄올 추출물의 활성이 가장 높았다. 또한 8월 채취 추출물의 경우 총 폴리페놀 함량은 비슷하였으나 모든 실험에서 에탄올 추출물의 활성이 높게 나타나 항산화에 관여하는 물질은 70% 에탄올로 추출하였을 때 활성이 높게 유지된다고 판단되었다. 미백활성 평가를 위한 tyrosinase 저해활성 측정 결과 환삼덩굴 열수 추출물은 6월 채취 추출물은 활성을 나타내지 않았으며 8월 채취 추출물은 최고농도에서의 활성이 16.18%로 나타났다. 에탄올 추출물의 경우 최고농도의 활성이 6월 채취 추출물은 8.07%, 8월 추출물이 14.7%로 나타나 미백활성을 나타내는 성분은 6월보다는 8월에 함량이 높은 것으로 판단되었다. 피부 주름 생성 방지 활성 평가를 위한 elastase 저해활성의 경우 에탄올 추출물은 매우 미미한 활성이 나타났으며 열수 추출물은 활성을 나타내지 않았다. 또한 모든 추출물에서 수렴활성이 나타나지 않아 환삼덩굴을 주름 생성 방지를 위한 기능성 원료로 사용하는 것은 적절하지 않다고 판단된다. 총 폴리페놀 함량과 항산화 활성이 가장 높게 나타난 6월 채취 환삼덩굴 에탄올 추출물의 세포독성(MTT assay) 결과, 저농도인 5~10 ㎍/mL에서는 세포증식효과를 나타내었으나 50 ㎍/mL에서 64.13%의 세포 생존율을 보여 강한 세포독성을 나타내었다. NO 생성 억제 능력의 경우, 농도가 증가함에 따라 Raw 264.7의 NO 생성이 억제되어 1,000 ㎍/mL에서의 NO 생성량이 40.7%까지 감소하였다. 그러나 이러한 결과가 세포 독성에 의한 것인지, 추출물의 효능에 의한 것인지는 추가 연구가 필요한 부분이다.

• 한국작물학회지
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• 제64권3호
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• pp.165-175
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• 2019

중부 평야지에서 온난화 현황을 반영하여 조생종 벼의 이앙시기에 따른 완전미 수량의 변화를 검토하고, 완전미 수량 향상과 관련된 작물학적 특성을 분석하기 위하여, 2017~2018년 2년에 걸쳐 국립식량과학원 중부작물부(수원) 벼 재배시험 포장에서 6품종을 이용하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 완전미 무게는 품종에 따라 6월 14일~29일 이앙, 6품종 공통 6월 29일 이앙에서 통계적으로 가장 높았는데, 완전미 최고 무게를 나타낸 출수 후 40일간 등숙적온은 품종에 따라 $21.3{\sim}23.9^{\circ}C$, 6품종 평균 $21.8^{\circ}C$이었다. 2. 완전미 무게는 쌀 무게보다 완전립 비율과 더 밀접한 상관관계를 나타내었다. 3. 출수 후 40일간 등숙적온은 쌀 무게 기준에서 $23.5^{\circ}C$, 완전립 비율 기준에서 $20.5^{\circ}C$로, 쌀수량보다 품위 향상을 위한 등숙적온이 $3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 4. 완전미 무게 향상에 일정 부분 기여한 쌀 무게도 6품종 공통 6월 29일 이앙에서 가장 높았는데, 이에는 등숙비율과 $m^2$ 당 영화수의 증가가 기여하였다. 5. 오대 1품종을 이용하여 별도의 이앙시기 처리에서 검토하였을 때, 쌀수량이 가장 높았던 이앙시기에 $m^2$ 당 영화 수, 출수기 및 수확기 건물중, 수확지수가 통계적으로 가장 높은 수준이었다. 6. 결론적으로, 중부 평야지에서 조생종의 완전미 수량 향상을 위한 이앙적기는 품종에 따라 6월 14일~29일이었으며, 완전미 수량 향상의 작물학적 요인은 출수기 건물 중 증가에 따른 $m^2$ 당 영화수의 증대와 수확기 건물중 및 수확지수 증가에 따른 등숙비율의 향상, 그리고 완전립 비율 향상으로 분석되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제18권4호
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• pp.398-402
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• 2020

버섯은 대부분 시설에서 재배되기 때문에 안전하게 고품질의 버섯 생산을 위해서는 재배사 내 환경에 대한 정보가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 헤파필터 교체에 따른 큰느타리 재배사 대기중 미생물상 변화를 분석하여 헤파필터 적정 교체기간을 설정하고자 연구를 수행하였다. 헤파필터 교체 전 재배단계별 대기중 세균 및 진균 밀도는 배지제조과정에서 세균 169.7 cfu/㎥, 진균 570 cfu/㎥, 균 긁기과정에서 세균 126.3 cfu/㎥, 진균 560cfu/㎥로 부유균의 밀도가 가장 높았다. 헤파필터 교체 후 세균의 밀도는 배양실에서 가장 낮아졌고, 진균의 밀도는 냉각실에서 가장 낮게 나타났다. 헤파필터 교체전 Cladosporium sp. 등 7속 7종이었고, 교체 후 1개월은 Penicillium sp. 등 6속 6종, 2개월은 Cladosporium cladosporioides 등 4속 7종, 3개월차는 Mucor plumbeus 등 5속 7종, 4개월에서 6개월까지는 Penicillium brevicompactum 등 각각 5속 12종, 5속 10종, 5속 10종으로 교체 후 기간이 지날수록 종이 다양해지고 증가하였다. 부유균의 밀도는 헤파필터 교체 후 2개월 후 가장 낮았고 차츰 증가하다가 6개월에는 교체전 밀도와 비슷해지거나 높아지는 것을 확인하였다. 따라서 헤파필터는 6개월마다 교체하는 것이 오염저감을 위해 효율적인 것으로 판단된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권2호
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• pp.96-101
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• 2021

본 연구는 제주도 화산회토양에서 이탈리안 라이그라스(코윈어리) 재배 시 마분 퇴비의 시용 수준에 따른 이탈리안 라이그라스의 생산성과 토양 환경에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수행하였다. 처리구는 화학비료구, 마분 퇴비·화학비료 혼용구, 질소기준 마분 퇴비 50 %, 100 %, 150 % 시용구로 총 5처리였다. 이탈리안 라이그라스는 초장 및 건물 수량을 조사하였고, 토양은 pH, 총질소, 유효인산, 유기물 함량을 분석하였다. 마분 퇴비 시용 수준에 따른 이탈리안 라이그라스의 초장은 화학비료구, 마분퇴비와 화학비료 혼용구, 마분 퇴비 150 %가 각각 147.8 cm, 144.3 cm, 147.1 cm로 비슷하게 나타났다. 건물 수량은 화학비료구가 약 23,807 kg/ha로 가장 높았고 마분 퇴비 150 %, 혼용구가 각각 18,804 kg/ha, 18,455 kg/ha이었다. 그리고 마분 퇴비 100 %, 50 %가 각각 15,801 kg/ha, 14,446 kg/ha로 나타났다. 마분 퇴비를 시용한 처리구에서 건물 수량은 혼용구와 마분 퇴비 150 %가 가장 높은 경향을 보였다. 지표면의 pH는 모든 처리구에서 시험 후 다소 증가하는 경향을 보였고 마분 퇴비 150 %가 유의적으로 pH가 가장 높게 나타났다. 유효 인산 함량의 경우 시험 후 지표면에서 마분 퇴비를 시용했던 처리구들이 화학비료 100 % 보다 높게 나타났고 특히 마분 퇴비 150 %는 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05). 종합하면 이탈리안 라이그라스의 건물 수량은 마분 퇴비와 화학비료 혼용구에서 가장 높은 경향을 보였고 토양 성분에서도 화학비료구 대비 큰 차이가 없었으며, 특히 지표면의 유효인산 함량은 화학비료구보다 작았다. 따라서 이탈리안 라이그라스 재배 시 마분 퇴비를 시용 할 때는 기비로 질소 기준 50 % 수준을 시용한 후 부족분은 화학비료로 추비해 주는 것이 적절한 건물 수량을 얻으면서도 토양 환경에 대한 영향을 줄일 수 있을 것으로 사료되었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권2호
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• pp.71-76
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• 2021

본 시험은 강원 영서지역에서 겨울사료작물(IRG 및 트리티케일)과 여름사료작물(사료용 벼) 이모작 시 양질 조사료의 최대 수량 생산 작목조합을 알아보기 위해 수행하였다. 겨울사료작물의 건물률은 IRG '코윈어리'가 평균 29.6%로 트리티케일 '조성'의 평균 35.5%보다 낮았다. 평균 생체수량은 '코윈어리'가 2,662kg/10a, '조성'이 2,836kg/10a로 두 작목 간 통계적으로 유의적인 차이가 없었다. 평균 건물수량은 트리티케일 '조성(996kg/10a)'이 IRG '코윈어리'(696kg/10a)보다 많았다. 여름사료작물인 사료용 벼의 건물률은 '조농'이 평균 34.5%, '조우'가 평균 35.0%로 유의적인 차이가 없었다. 평균 생체수량은 '조우'가 5,367kg/10a로 '조농'의 3,966kg/10a보다 많았다. 또한 평균 건물수량도 '조우(1,936kg/10a)'가 '조농(1,433kg/10a)'보다 많았다. 겨울사료작물인 트리티케일 '조성'을 10월 중순에 파종하여 이듬해 5월 하순에 수확한 후 여름사료작물인 사료용 벼 '조우'를 6월 상순에 이앙하는 조합으로 2,982kg/10a의 최대 건물 생산량을 얻을 수 있었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권1호
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• pp.23-28
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• 2021

본 시험은 강원지역에서 봄에 파종한 이탈리안 라이그라스(Lolium multiflorum Lam.)의 파종 량(20, 30, 40 kg/ha)에 따른 종자 생산성을 비교하기 위해 수행되었다. 시험포장은 해발 600m 내외의 고지대 밭 포장으로 최근 육성된 극조생종 그린콜(Greencall) 품종을 공시하여 난괴법 3반복으로 수행하였다. 시험구의 파종은 2020년 3월 26일에 하였으며, 수확은 출수일로부터 60일째인 7월 2일에 하였다. 출수기는 5월 8일로 처리 간에 차이는 없었으며, 초장을 포함한 생육 특성에서도 유의적인 차이는 없었다. 이삭 당 종자 수는 30 kg/ha 파종량 시험구에서 146.8개로 가장 많았고, 40 kg/ha 파종량 시험 구에서 114.7개로 가장 적었다. ㎡ 당 이삭 수는 40 kg/ha 파종량 처리구에서 886개로 가장 많았고 20 kg/ha 파종량 처리구에서 750개로 가장 적었다. 종자 생산성과 채종 후의 짚 생산량 모두 유의성은 없었으며, 40 kg/ha 파종량 처리구에서 각각 1,288 kg/ha, 2,970 kg/ha로 상대적으로 높게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 강원지역 고지대에서 봄 파종을 통한 이탈리안 라이그라스 종자 생산은 가을 파종에 비해 생산량이 낮아 향후 생산성을 높일 수 있는 다양한 기술의 투입이 필요하며, 경제성 분석을 통해 생산 단가를 고려하여 결정하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 또한 국내에서 육성된 극조생종 "그린콜(Greencall)"의 경우 본 시험포에서 실험한 결과 파종량 처리마다 이삭 당 종자 개수, 단위 면적 당 이삭 수를 제외한 다른 조사 항목 간에 유의성이 나타나지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.93-99
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• 2022

초소형, 웨어러블 기기 기술의 빠른 발전에 따라, 전자기기 구동을 위한 시공간적인 제한이 없는 지속적인 전기 공급을 필요로 한다. 이에 따라, 두 가지 다른 재료의 접촉과 분리로 만들어지는 정전기를 활용하는 마찰대전 나노발전기(Triboelectric nanogenerator, TENG)는 간단한 원리 덕분에, 복잡한 과정 및 설계 없이도 자연에서 버려지는 다양한 형태의 에너지들을 효과적으로 수확하는 수단으로 활용되고 있다. 하지만, TENG의 실생활의 적용을 위해서는 전기적 출력의 증가가 필요하다. 또한, 전기적 출력의 증가뿐만 아니라 전기적 출력의 안정적인 발생은 TENG의 상용화를 위해서 해결해야 될 과제이다. 본 연구에서는 TENG의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 향상된 출력을 안정적으로 나타낼 수 있는 방법을 제안하였다. 출력의 향상 및 안정성을 위해서 TENG 구성 요소 중 하나인 접촉층을 일렉트렛으로 사용하였다. 활용된 일렉트렛은 Fluorinated ethylene propylene (FEP) 필름에 코로나 차징과 열처리 과정을 순차적으로 진행함으로써 제작되었다. 코로나 차징으로 인해 인위적으로 주입된 전하가 열처리 과정에 의해서 깊은 트랩으로 들어가게 되어 전하의 이탈 현상이 최소화된 일렉트렛을 제작하고 이를 TENG 제작에 활용하였다. 제작된 일렉트렛의 출력 성능은 수직 접촉 분리 모드 TENG의 전압 출력을 측정함으로써 검증되었고, 코로나 차징 과정을 거친 일렉트렛은 어떠한 처리도 되지 않은 FEP 필름에 대비 12배 높은 출력 전압을 나타냈다. 일렉트렛의 시간 및 습도 안정성은 일반 외부 환경 및 극한의 습도 환경에 일렉트렛을 노출시킨 후, TENG의 출력 전압을 측정함으로써 확인되었다. 또한, 박수를 모티브로 한 Clap-TENG에 일렉트렛을 적용하여 LED를 작동시킴으로써 실생활에 적용할 수 있음을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.249-254
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• 2022

최근 반도체와 같은 정보통신 기술의 발전과 함께 사물인터넷(IoT) 기술 발전이 급격히 이루어지면서 센서와 무선 통신 기능을 내장하여 주변 사물 및 환경 조건을 감지 및 분석하여 대응하는 원격 환경 모니터링 기술이 주목받고 있다. 하지만, 기 개발된 원격 환경 모니터링 시스템은 모두 별도의 전원 공급 장치를 필요로 하기 때문에 시·공간적 기기 사용의 제한을 야기하여, 사용자의 불편함을 유발할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 생체 역학적 에너지의 역학적 특성이 고려된 기구학적 설계 기반 전자기 발전 소자(Electromagnetic generator, EMG)를 개발함으로써 이의 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구동을 위한 전원 공급 장치로써 활용한다. 낮은 진동 주기 및 큰 진폭 변화의 역학적 특성을 지닌 생체 역학적 에너지를 효과적으로 이용하기 위해 자석의 기구학적 배치를 통한 깨지기 쉬운 힘의 평형을 유도하는 Levitation-EMG (L-EMG)를 설계했다. 이를 통해, L-EMG는 외부 진동에 민감하게 반응하여 자석과 코일 간의 효과적인 상대 움직임을 야기하여 고품질 전기 에너지 공급을 가능하게 했다. 뿐만 아니라, 실제 환경 감지 센서와 무선 통신 모듈의 필요 전력을 최소화하기 위한 마이크로 컨트롤러(Micro control unit, MCU)를 구성하였으며, 내장기능 중 저전력모드(Sleep mode)를 접목하여 소비전력의 최소화 및 이의 구동시간 증가를 달성했다. 최종적으로 사용자의 편의성을 극대화하기 위해 휴대폰 어플리케이션을 구축하여 손쉽게 주변 환경 모니터링을 가능하게 했다. 따라서, 이번 연구는 생체역학적 에너지를 이용한 에너지 자립형 원격 환경 모니터링 구축 가능성을 검증할 뿐만 아니라, 더 나아가 별도의 외부 전원 없이 주변 환경 모니터링이 가능한 설계 방안을 제시할 수 있다.

• 식품과학과 산업
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• 제55권2호
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• pp.188-202
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• 2022

최근 곤충산업은 애완곤충, 천적 등 산업에서 사료, 식용, 약용곤충으로 그 활용범위가 확대되면서 곤충 원료의 품질관리에 대한 요구가 커지고 곤충 제품의 안전성 확보에 관심이 높아지고 있다. 전세계 곤충산업 시장은 많은 소규모 농가형 기업과 소수의 대기업으로 구성되어 있으며 전통적인 수작업 사육에서 고도로 자동화되고 기술적으로 진보된 플랜트형 사육 등 다양한 기술 수준의 사육형태가 존재한다. 산업규모가 확대되는 과정에서 사육환경의 설계는 온습도, 공기질 조절과 병원체 및 기타 오염 물질의 전파를 방지하는 것은 중요한 성공 요인이 되며 사육에서 부화, 사육, 가공에 이르기까지 생산의 안전성을 유지하기 위해서 통일된 운영시스템 아래 통제된 환경이 필요하다. 따라서 곤충의 생육과 사육환경의 빅데이터화 된 데이터베이스를 기반으로 외부 환경 변화에도 안정적인 사육환경 유지가 가능하고 곤충성장에 맞추어 사육환경을 제어하며 노동력 감소와 생산성 향상을 이루기 위한 ICT 기반 곤충 스마트팩토리팜의 설계 및 운용알고리즘을 개발하는 것은 곤충산업 발전의 필수 선결조건이 되고 있다. 특히 유럽 상업용 곤충사육시설은 상당한 투자자의 관심을 받아 곤충 회사가 대규모 생산시설로 건설하고 있는데 이는 EU가 2017년 7월 물고기양식 사료원료로 곤충 단백질의 사용을 승인한 후 가능해졌으며 이를 기반으로 곤충산업의 식용, 의료 등 다른 분야도 첨단기술을 접목하는 현상이 가속화되었다. 외국 곤충산업은 주로 전세계 식품 생산량의 30%에 이르는 소비 전 폐기물이라고 불리는 식품회사의 생산과잉 원료 등을 업사이클링을 통해 재활용생태계를 형성하는데 반해 우리나라는 가정 및 가게에서 발생하는 음식물폐기물 또는 농산물 가공부산물을 주로 이용한다는 점에서 사료 수집과 영양성분 유지, 위생 등 지속가능한 산업생태계를 이루는 데 어려움을 겪고 있다. 또한, 각 곤충 종은 고유하고 특정 사육기술을 요구하고 있다는 점을 감안할 때 곤충사육자는 각기 다른 종별 접근 방식을 채택해야 하는데 대부분의 곤충기업은 여전히 소규모로 운영되며 특히 농가형 기업의 경우 지식과 경험이 도제식으로 전승되는 경우가 많아 표준화되고 규격화된 사육기술이 유지되기 어려운 반면, 일부 곤충 기업은 대규모 사육시설에 스마트 통합 제어시스템을 도입하여 먹이주기, 물주기, 취급, 수확, 청소 시스템, 가공, 품질관리, 포장 및 보관과 같은 곤충 생산과 관련된 요소가 최적화된 사육 환경과 사육프로세스로 표준화되어가는 모습을 보이고 있으며 심지어 일부 유럽기업은 AI기술로 구동되는 완전 자율 모듈식 곤충시스템으로 사육 유지관리를 하고 있는 사례도 등장하기 시작하였다. 향후 전세계 곤충산업은 공급업체로부터 알이나 작은 유충을 구입하고 곤충을 성숙시키기까지 애벌레의 비육 즉 생산원료에 중점을 두는 시스템과 알을 낳고 수확하고 유충의 초기 전처리에 이르기까지 전체 생산 과정을 다루는 시스템, 곤충 유충 생산의 모든 단계와 제분, 지방 제거 및 단백질 또는 지방 분획 등 추가 가공 단계를 다루는 대규모 생산시스템 등으로 점점 세분화할 것으로 본다. 우리나라에서도 인공지능 및 ICT 첨단기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜 연구 및 개발 등이 가속화되고 있어 곤충이 기존 사료, 식품 뿐만 아니라 천연 플라스틱 또는 천연성형소재 등 2차산업의 탄소제로 소재로 활용할 수 있도록 특정 종 육종과정 단축이나 기능성 강화를 위한 사육제어가 가능하도록 곧 곤충 스마트팩토리팜 한국형 맞춤사육시스템이 등장할 수 있을 것으로 보이며, 특히 곤충 제품의 지속 가능성을 높이기 위해 사료 및 자원 사용에 대한 통합 소프트웨어 접근 방식을 개발하는 것에 중점을 두고 진행되고 있다.