농촌진흥청은 인공지능을 기반으로 과채류 병충해 판별 실시간 모니터링 기술을 개발하고 이를 적용해 전북대학교(박동선 교수 연구팀), 산업체와 함께 ‘온실 병충해 관리용 감시(모니터링) 무인 로봇’을 개발했다.

이번에 개발한 로봇은 최소 8시간 이상 자율주행하며 카메라와 정밀 위치정보 수집 기능을 이용해 면적이 넓은 온실에서 병충해가 발생한 위치(오차 5cm 이내), 증상 등을 파악한다. 이렇게 수집한 관리 정보를 농업인에게 제공해 조치할 수 있도록 한다. 로봇 상부에는 리프트와 로봇팔(로봇암)이 설치돼 최대 3m까지 작물 높이에 맞게 병충해 발생 상황을 감시할 수 있다.

로봇이 이동하며 카메라로 촬영한 작물 동영상을 인공지능 진단 모형이 정상인지 병충해를 입은 상태인지 판별하고 병충해 종류와 위치를 통합‧공유 서버(클라우드)나 내부 서버(로컬 서버)로 보낸다. 농업인은 모니터로 온실 내 위치별 병충해 정보를 확인할 수 있다.

이 로봇에는 충돌 감지기가 장착돼 앞에 장애물이나 작업자가 있으면 멈춰서 작물을 촬영하다가 안전한 상황이 되면 다시 이동한다.

연구진이 개발 로봇을 충북 청주, 전북 장수와 익산의 토마토 농가에 적용한 결과, 궤양병, 흰가루병, 잿빛곰팡이, 잎곰팡이, 황화잎말림바이러스 등 토마토 재배 온실에서 자주 발생하는 5가지 병충해의 실시간 검출 정확도는 최소 92% 이상이었다.

현재 이 로봇은 토마토 병충해 5종, 파프리카 병충해와 생리장해 5종, 딸기 병충해 6종을 판별할 수 있다.* 이 로봇을 활용하면 청년 농업인이나 창업농 등 농업을 막 시작한 농업인도 쉽게 재배작물의 병충해 관리를 할 수 있어 농산물 생산 능력 향상과 편이성 증진에 크게 도움이 될 것으로 보인다.

농진청은 인공지능 기반 병충해 판별 실시간 모니터링 기술과 로봇에 대해 지난달 28일 전북 익산 토마토 농장에서 현장 연시회를 열었다.

현장 연시회에서는 “병충해를 종류별로 빨리 발견하면 적절한 방제 대응으로 작물 생산에 도움이 될 듯하다.”, “소형컴퓨터가 병충해를 발견해 발병 위치를 알려주고 환경정보도 저장해 둔다니 작물 재배 환경 유지에 큰 도움이 될 것 같다.” 등 좋은 평가를 얻었다.

특히 김제 스마트팜 혁신밸리 교육을 받는 귀농인, 청년 농업인들은 이 기술이 도입되면 로봇 관련 지식이 부족한 초보 농업인에게 재배 관리 상담사 역할을 해줄 수 있을 것이라며 긍정적인 반응을 보였다.

한편 농진청은 지난 3년간 토마토, 딸기, 파프리카 등을 대상으로 병충해 진단 기술 고도화 연구를 진행했으며, 이를 바탕으로 자동화‧무인화를 위한 요소 기술과 종합관리시스템을 개발 중이다.

또한 병충해 진단 기술 보급을 위해 이번에 개발한 로봇뿐만 아니라 온실 내 기존 제어용 컴퓨터를 활용해 시시티브이(CCTV) 등에서도 정보를 분석할 수 있도록 하는 등 활용도를 높이는 기술을 개발하고 있다.

전북 익산에서 토마토 스마트 온실을 운영하는 김태훈 농업인은 “병충해와 생리장해를 실시간으로 자동 진단하고, 발병 위치와 상황까지 알 수 있어 빠른 온실 관리가 가능하다.”라며, “이를 통해 이전보다 품질은 좋아지고 수확량이 늘 것으로 기대한다”고 말했다.

이시영 농진청 스마트팜개발과장은 “무엇보다 빠르게 대응해야 하는 병충해 분야에 디지털 농업기술을 접목해 작물 피해를 줄이고 재배 환경을 편리하게 개선할 수 있을 것으로 예상한다”며 “앞으로도 일손 부족 문제를 해결하고 청년 농업인이나 창업농을 지원할 수 있는 기술을 개발해 실용화할 계획이다”라고 말했다.