농촌진흥청, 스마트 온실용 로봇 개발

작업자 따라다니며 수확물 운반, 하역장에 자동 하역
10시간 이상 연속 작동, 1회 최대 300kg까지 운반

농촌진흥청(청장 조재호)은 작업자를 따라다니며 수확물을 운반하고 하역장으로 이동해 자동 하역도 가능한 온실용 운반 로봇을 개발했다고 29일 밝혔다. 

이번에 개발한 작업자 추종 운반 로봇은 작물을 수확하는 작업자 뒤를 따라다니며 수확물을 집하장까지 대신 운반한다. 작업자가 수확한 작물을 로봇에 담고 다음 수확 지점으로 이동하면, 로봇은 작업자와 거리를 측정해 일정 거리를 유지하면서 움직인다.

로봇 전방에 붙인 3차원 카메라와 인공지능 분석 제어기를 활용한 기술로, 작업자와 거리는 0.1~1m까지 조절할 수 있다.

또한 수확 작업이 끝난 로봇이 하역장까지 자동으로 이동할 수 있도록 로봇에 마그네틱, 근접 감지기(센서), 광학 검출기 등 감지기를 장착해 계획된 경로에 따라 자율주행이 설정됐다. 운반 로봇은 집하장에 수확물을 내린 다음 작업자가 있는 위치로 되돌아온다.

운반 로봇의 앞뒤에는 접촉 감지기를 부착하고 사람 또는 장애물을 감지했을 때 비상 정지할 수 있도록 설계해 안전사고에 대비했다.

운반 로봇은 10시간 이상 연속으로 작동하며, 1회 최대 300kg까지 운반할 수 있다. 고장이나 오작동을 줄이기 위해 고장 확률 0.1~1% 미만의 안전 무결성 수준(SIL) 2등급 제어기를 적용했다.

농진청은 지난해까지 이 로봇의 요소 기술을 개발하고 올해 전북 익산 토마토 농장에서 현장 실증 연구를 통해 실제 농업현장에 투입할 수 있을 정도로 실용화했다. 특히 영상 인식 정확도를 97.6%까지 높였고, 금속으로 된 온실 구조물을 작업자로 잘못 인식하는 일이 없도록 자기력 기술을 적용했다. 

스마트 온실에 작물이 무성해도 작업자 위치를 정확히 인식할 수 있도록 ‘라이다(LiDar)’ 기술을 적용해 기존 로봇보다 작업자 인식 정확도는 높이고 오작동 발생은 최소화했다.

농진청은 이번에 개발한 로봇의 특허 등록을 완료하고 산업체에 기술이전을 마쳤고, 전북 익산 토마토 농장에서 지난 28일 현장 연시회를 열어 농가 의견을 수렴했다.

농업현장 연시회에 함께한 토마토 농장 김태훈 대표는 “온실 작업 중 가장 노동력이 많이 드는 수확, 운반 작업을 로봇과 협동으로 할 수 있어 일손 부족 문제 해결에 도움이 될 것으로 기대한다”고 전했다.

농진청 이시영 스마트팜개발과장은 “스마트 온실에서 활용할 수 있는 농업용 로봇 기술 개발과 실용화에 노력하겠다”고 말했다.

전주=김영재 기자 jump0220@kukinews.com