Innovation and change are occurring rapidly in the agriculture and livestock industry, and new technologies such as smart bams are being introduced, and data that can be used to control equipment is being collected by utilizing various sensors. However, there are various challenges in the operation of bams, and virtual sensor technology is needed to solve these challenges. In this paper, we define various data items and sensor data types used in livestock farms, study cases that utilize virtual sensors in other fields, and implement and design a virtual sensor system for the final smart livestock farm. MBE and EVRMSE were used to evaluate the finalized system and analyze performance indicators. As a result of collecting and managing data using virtual sensors, there was no obvious difference in data values from physical sensors, showing satisfactory results. By utilizing the virtual sensor system in smart livestock farms, innovation and efficiency improvement can be expected in various areas such as livestock operation and livestock health status monitoring. This paper proposes an innovative method of data collection and management by utilizing virtual sensor technology in the field of smart livestock, and has obtained important results in verifying its performance. As a future research task, we would like to explore the connection of digital livestock using virtual sensors.
BACKGROUND/OBJECTIVES: Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is becoming an important public health problem as metabolic syndrome and type 2 diabetes have become epidemic. In this study we investigated the protective effect of Cordyceps militaris (C. militaris) against NAFLD in an obese mouse model. MATERIALS/METHODS: Four-week-old male ob/ob mice were fed an AIN-93G diet or a diet containing 1% C. militaris water extract for 10 weeks after 1 week of adaptation. Serum glucose, insulin, free fatty acid (FFA), alanine transaminase (ALT), and proinflammatory cytokines were measured. Hepatic levels of lipids, glutathione (GSH), and lipid peroxide were determined. RESULTS: Consumption of C. militaris significantly decreased serum glucose, as well as homeostasis model assessment for insulin resistance (HOMA-IR), in ob/ob mice. In addition to lowering serum FFA levels, C. militaris also significantly decreased hepatic total lipids and triglyceride contents. Serum ALT activities and tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) and interleukin-6 (IL-6) levels were reduced by C. militaris. Consumption of C. militaris increased hepatic GSH and reduced lipid peroxide levels. CONCLUSIONS: These results indicate that C. militaris can exert protective effects against development of NAFLD, partly by reducing inflammatory cytokines and improving hepatic antioxidant status in ob/ob mice.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.15
no.3
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pp.593-602
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2020
Recently, as research on smart farms has been actively conducted, systems for efficiently cultivating crops have been introduced and various energy systems using renewable energy such as solar, geothermal and wind power generation have been proposed to save the energy. In this paper, we propose a new and renewable energy convergence system for crops that provides energy independence and improved crop cultivation environment. First, we present LPWA-based communication node and gateway for ICT-based data collection. Then we propose an integrated monitoring server that collects energy data, crop growth data, and environmental data through a communication node and builds it as big data to perform optimal energy management that reflects the characteristics of the environment for cultivating crops. The proposed system is expected to contribute to the production of low-cost, high-quality crops through the fusion of renewable energy and smart farms.
The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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v.20
no.1
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pp.1-10
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2015
This paper proposes a control algorithm for permanent magnet synchronous generators with a back-to-back three-level neutral-point clamped voltage source converter in a medium-voltage off-shore wind power system under unbalanced grid conditions. Specifically, the proposed control algorithm compensates for unbalanced grid voltage at the PCC (Point of Common Coupling) in a collector bus of an off-shore wind power system. This control algorithm has been formulated based on symmetrical components in positive and negative synchronous rotating reference frames under generalized unbalanced operating conditions. Instantaneous active and reactive power is described in terms of symmetrical components of measured grid input voltages and currents. Negative sequential component of AC input current is injected into the PCC in the proposed control strategy. The amplitude of negative sequential component is calculated to minimize the negative sequential component of grid voltage under the limitation of current capability in a voltage source converter. The proposed control algorithm enables the provision of balanced voltage at the PCC resulting in the high quality generated power from off-shore wind power systems under unbalanced network conditions.
Recently, the number of people wishing to return to farming is increasing, However, the lack of farming experience and management information of returnees is one of the main reasons for increasing the probability of agricultural failure. This study proposes an interface to support early facility cultivation management decision-making for returnees who want facility cultivation. The proposed interface is designed with UML(Unified Modeling Language) and provides key decision-making information such as land/crop suitability, land/facility costs, and management costs according to input data such as cultivation areas, selected crops, and cultivation types selected by the user. Through the proposed interface, facility cultivators can effectively and quickly acquire initial decision-making information for facility cultivation in the desired target area.
Jeong-Min Lee;Sung Yong Seo;Young Soo Lim;Kang-Jun Baeg
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.36
no.2
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pp.143-150
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2023
Underwater wireless communication is a challenging issue for realizing the smart aqua-farm and various marine activities for exploring the ocean and environmental monitoring. In comparison to acoustic and radio frequency technologies, the visible light communication is the most promising method to transmit data with a higher speed in complex underwater environments. To send data at a speedier rate, high-performance photodetectors are essentially required to receive blue and/or cyan-blue light that are transmitted from the light sources in a light-fidelity (Li-Fi) system. Here, we fabricated high-performance organic phototransistors (OPTs) based on P-type donor polymer (PTO2) and N-type acceptor small molecule (IT-4F) blend semiconductors. Bulk-heterojunction (BHJ) PTO2:IT-4F photo-active layer has a broad absorption spectrum in the range of 450~550 nm wavelength. Solution-processed OPTs showed a high photo-responsivity >1,000 mA/W, a large photo-sensitivity >103, a fast response time, and reproducible light-On/Off switching characteristics even under a weak incident light. BHJ organic semiconductors absorbed photons and generated excitons, and efficiently dissociated to electron and hole carriers at the donor-acceptor interface. Printed and flexible OPTs can be widely used as Li-Fi receivers and image sensors for underwater communication and underwater internet of things (UIoTs).
As understanding sudden climate change and agricultural productivity becomes increasingly important due to global warming, soil moisture prediction is emerging as a key topic in agriculture. Soil moisture has a significant impact on crop growth and health, and proper management and accurate prediction are key factors in improving agricultural productivity and resource management. For this reason, soil moisture prediction is receiving great attention in agricultural and environmental fields. In this paper, we collected and analyzed open field environmental data using a pilot field through random forest, a machine learning algorithm, obtained the correlation between data characteristics and soil moisture, and compared the actual and predicted values of soil moisture. As a result of the comparison, the prediction rate was about 92%. It was confirmed that the accuracy was . If soil moisture prediction is carried out by adding crop growth data variables through future research, key information such as crop growth speed and appropriate irrigation timing according to soil moisture can be accurately controlled to increase crop quality and improve productivity and water management efficiency. It is expected that this will have a positive impact on resource efficiency.
Kyeong-Soo Jeong;Seung-Hwan Go;Kyeong-Kyu Lee;Jong-Hwa Park
Korean Journal of Remote Sensing
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v.40
no.1
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pp.45-56
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2024
Faced with aging populations, declining resources, and limited agricultural productivity, rural areas in South Korea require innovative solutions. This study investigated the potential of drone-based vegetation indices (VIs) to analyze soybean growth patterns in open-field smart agriculture in Goesan-gun, Chungbuk Province, South Korea. We monitored multi-seasonal normalized difference vegetation index (NDVI) and the normalized difference red edge (NDRE) data for three soybean lots with different irrigation methods (subsurface drainage, conventional, subsurface drip irrigation) using drone remote sensing. Combining NDVI (photosynthetically active biomass, PAB) and NDRE (chlorophyll) offered a comprehensive analysis of soybean growth, capturing both overall health and stress responses. Our analysis revealed distinct growth patterns for each lot. LotA(subsurface drainage) displayed early vigor and efficient resource utilization (peaking at NDVI 0.971 and NDRE 0.686), likely due to the drainage system. Lot B (conventional cultivation) showed slower growth and potential limitations (peaking at NDVI 0.963 and NDRE 0.681), suggesting resource constraints or stress. Lot C (subsurface drip irrigation) exhibited rapid initial growth but faced later resource limitations(peaking at NDVI 0.970 and NDRE 0.695). By monitoring NDVI and NDRE variations, farmers can gain valuable insights to optimize resource allocation (reducing costs and environmental impact), improve crop yield and quality (maximizing yield potential), and address rural challenges in South Korea. This study demonstrates the promise of drone-based VIs for revitalizing open-field agriculture, boosting farm income, and attracting young talent, ultimately contributing to a more sustainable and prosperous future for rural communities. Further research integrating additional data and investigating physiological mechanisms can lead to even more effective management strategies and a deeper understanding of VI variations for optimized crop performance.
Pig farming, a vital industry, necessitates proactive measures for early disease detection and crush symptom monitoring to ensure optimum pig health and safety. This review explores advanced thermal sensing technologies and computer vision-based thermal imaging techniques employed for pig disease and piglet crush symptom monitoring on pig farms. Infrared thermography (IRT) is a non-invasive and efficient technology for measuring pig body temperature, providing advantages such as non-destructive, long-distance, and high-sensitivity measurements. Unlike traditional methods, IRT offers a quick and labor-saving approach to acquiring physiological data impacted by environmental temperature, crucial for understanding pig body physiology and metabolism. IRT aids in early disease detection, respiratory health monitoring, and evaluating vaccination effectiveness. Challenges include body surface emissivity variations affecting measurement accuracy. Thermal imaging and deep learning algorithms are used for pig behavior recognition, with the dorsal plane effective for stress detection. Remote health monitoring through thermal imaging, deep learning, and wearable devices facilitates non-invasive assessment of pig health, minimizing medication use. Integration of advanced sensors, thermal imaging, and deep learning shows potential for disease detection and improvement in pig farming, but challenges and ethical considerations must be addressed for successful implementation. This review summarizes the state-of-the-art technologies used in the pig farming industry, including computer vision algorithms such as object detection, image segmentation, and deep learning techniques. It also discusses the benefits and limitations of IRT technology, providing an overview of the current research field. This study provides valuable insights for researchers and farmers regarding IRT application in pig production, highlighting notable approaches and the latest research findings in this field.
Jiuqing Dong;Alvaro Fuentes;Mun Haeng Lee;Taehyun Kim;Sook Yoon;Dong Sun Park
Smart Media Journal
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v.13
no.7
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pp.36-44
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2024
Identifying plant species and diseases is crucial for maintaining biodiversity and achieving optimal crop yields, making it a topic of significant practical importance. Recent studies have extended plant disease recognition from traditional closed-set scenarios to open-set environments, where the goal is to reject samples that do not belong to known categories. However, in open-world tasks, it is essential not only to define unknown samples as "unknown" but also to classify them further. This task assumes that images and labels of known categories are available and that samples of unknown categories can be accessed. The model classifies unknown samples by learning the prior knowledge of known categories. To the best of our knowledge, there is no existing research on this topic in plant-related recognition tasks. To address this gap, this paper utilizes knowledge distillation to model the category space relationships between known and unknown categories. Specifically, we identify similarities between different species or diseases. By leveraging a fine-tuned model on known categories, we generate pseudo-labels for unknown categories. Additionally, we enhance the baseline method's performance by using a larger pre-trained model, dino-v2. We evaluate the effectiveness of our method on the large plant specimen dataset Herbarium 19 and the disease dataset Plant Village. Notably, our method outperforms the baseline by 1% to 20% in terms of accuracy for novel category classification. We believe this study will contribute to the community.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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