농약약해 안심·약제절감 실현 안성맞춤...지능형 스마트 방제로봇 '주목'

우리가 지향하는 디지털농업을 이루기 위해서는 혁신적인 기능을 갖춘 미래농업기술의 투입이 중요하다. 4차 산업혁명기술의 핵심으로 불리는 정보통신기술(ICT), 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 로봇, 빅데이터 등 여기에 최근 들어 탄소제로라는 전 지구적 목적에 이르기까지 첨단기술과 친환경이라는 사명이 우리 앞에 놓여 있다.

국책연구기관도 이러한 기류에 맞춰 우리 미래농업을 이끌어 갈 수 있는 기술들을 속속 선보이고 있다. 이에 본지는 농촌진흥청 국립농업과학원과 공동으로 5회에 거쳐 개발성과가 뛰어날 것으로 기대되는 첨단기술을 소개한다. <편집자주>

세계최초로 과수에만 선택적으로 농약을 살포하는 지능형 방제로봇이 개발돼 곧 상용화될 것으로 기대된다.

일반적으로 과수원에서 농작업을 하는 경우 농기계나 작업기의 전복사고, 농작업자 유해성 농약 흡입 피해가 꾸준히 발생하고 있다. 농약피해 손상발생률은 2015년 1.9%에서 2017년 2.5%, 2019년엔 2.8%까지 꾸준히 늘어나는 추세를 보이고 있다. 또한 농촌 인구의 고령화와 여성화로 인한 노동력 부족현상은 농업의 기계화와 자동화를 요구하고 있다.

 
#과수 형상 인식 과수에만 농약 살포가 가능한 지능형 방제시스템

이에 따라 농진청 국립농업과학원은 과수방제시 작업자로부터 농약약해를 줄임과 동시에 적정시비를 통한 약제절감을 실현할 수 있는 방제시스템을 개발했다.

이 시스템은 LiDAR(Light Detection and Range)기술을 활용, 광원과 수신기를 사용해 원격지의 개체를 탐지하고 거리를 측정하는 다채널 센서로 반사된 거리정보를 3차원 공간상에 점 형태로 표현, 이를 활용해 과수 유무와 형상을 측정한다.

LiDAR로 인식된 과수를 스피드스프레이어(SS)기의 분사구 각도에 맞춰 높이별로 구간을 분리해 분사 제어한다. 또한 LiDAR 인식폭 설정을 통해 구간 외 물체나 작업자의 인식으로 인한 오류를 회피할 수도 있다.

 
#실시간 GPS 활용 궤도형 주행장치 및 자율주행

이 시스템은 실시간 위성항법시스템(GPS)을 기반으로 사전경로를 설정해 자율주행을 수행하며 횡편차는 ±10cm 이내이다. GPS와 관성측정장치(IMU)기반 자율주행 기술을 구현해 로봇의 현재 위치와 진행방향을 결정한다.

GPS 기반 과원 맵활용 방제기술도 개발, 사전에 획득한 3차원 과원 환경정보기반 GPS 활용, 위치정보 매칭 방제기술로 카메라나 LiDAR와 같은 센서 없이도 과수 방제작업을 수행할 수 있다. 또한 불규칙한 노면에서 안정적 주행과 좁은 선회구간에서 제자리 선회가 가능하다. 엔진이 아닌 배터리를 활용한 친환경 주행 플랫폼(연속 4시간)을 구축했으며 이를 무인 농작업(제초, 수확 등)을 위한 범용 로봇 플랫폼으로 확장, 활용할 가능성도 높다.

원격제어기 연동으로 방제로봇의 이동과 운반, 수동조작이 용이하다.

 
#지능형 방제 시스템과 자율주행 플랫폼 융합 과원용 방제 로봇 탄생

이와 같이 농약 살포를 로봇을 사용해 기존 연속방제, 유인운전방식을 선택적 방제와 무인 자율주행화 했다.

특히 기존 시판되고 있는 SS기나 주행장치에 기능 로봇 기술을 추가하면 이러한 기술구현이 용이히다

실제 사과원 적용 시험결과 기존 SS기 대비 20~30% 농약 살포량이 절감됐으며 사과 , 배 과원을 대상으로 방제로봇 성능 고도화와 병해충 방제효과, 비산 최소화 등 실효성을 검증했다.

김국환 국립농업과학원 스마트팜개발과 연구사는 “세계 최초로 과수형상과 유무를 판단해 선택적으로 농약 살포가 가능한 지능형 방제로봇이 개발돼 농업현장에 활용될 수 있는 기반이 마련됐다”며 “무인 농작업으로 인한 작업자 피해를 방지하고 비산을 최소화했으며 농약 살포제어로 인한 농약사용량을 줄있 수 있게 됐다”고 밝혔다.

김 연구사는 “농과원은 앞으로도 첨단 4차 산업혁명기술을 농업분야에 융복합해 디지털농업을 실현하는데 앞장서겠다”고 덧붙였다.

/이남종 기자

출처 : 농수축산신문(2021.05.18) 

http://www.aflnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=211022