농부 대신 로봇이 모종을 심는다

생산기술연구원-코보시스-화인특장 공동개발
사람없이도 재배시설을 스스로 이동하며 작업

무인 자동화 스마트팜 정식로봇이 시설재배 공간에서 모판에 있는 모종을 코코피트 배지에 옮겨 심고 있다. 생산기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 사람 없이도 모판에서 모종을 빼 재배용 배지에 옮겨 심는 로봇이 개발됐다. 이 로봇이 농가에 확산되면 인력부족 문제를 해결할 수 있는 새로운 대안이될 것으로 보인다.

한국생산기술연구원은 특수목적로봇그룹 양승환 박사팀이 로봇 전문업체 ㈜코보시스, 전동특수차 전문업체 ㈜화인특장과 함께 '무인 자동화 스마트팜 정식로봇'을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 정식로봇은 두 개의 팔로 모종을 심고 자율주행 이동체로 옮겨 다니면서 작업한다.

양승환 수석연구원은 "정식로봇이 장착된 자율주행 이동체는 다양한 스마트팜 농작업에 적용할 수 있도록 개발됐다"고 설명했다.

이 로봇은 2021년 4월에 연구를 착수, 2년 8개월 만에 성과를 냈다. 지난 8일부터 12일까지 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 가전·정보기술(IT) 박람회 'CES 2024'에서 최초 공개했으며, 현장에서 미국 로봇 전문기업과 로봇 공급에 관한 MoU를 체결했다.

통계청 발표 자료에 따르면, 국내 농가 인구는 2012년 291만1000명에서 2022년 216만5000명으로 10년간 74만9000명 감소했다. 반면 시설면적 규모별 농가의 경우 3만㎡(3㏊) 이상의 대규모 시설재배 농가는 같은 기간 728개에서 850개로 17% 늘었다.

시설재배는 식물을 다른 장소에 옮겨 심는 정식 작업을 주로 한다. 사람이 모판을 들고 다니며 코코피트 배지라 불리는 인공 토양에 모종을 일일이 옮겨 심는다. 넓은 면적에 빠르게 모종을 심어야 하지만 농촌에서 단기 인력을 구하기란 쉽지 않다. 연구진은 이러한 점을 감안해 정식로봇을 개발했다.

무인 자동화 스마트팜 정식로봇이 시설재배 공간에서 이동하면서 모판에 있는 모종을 코코피트 배지에 옮겨 심고 있다. 생산기술연구원 제공

이 로봇은 모판에서 개별 모종의 위치를 파악해 한 개씩 뽑아내고, 옮겨 심어야 할 배지의 위치를 인식해 파낸 후 뽑아낸 모종을 정식하는 작업을 사람없이도 스스로 한다. 한 재배 라인의 모종 정식이 끝나면 자율주행 이동체가 다음 재배 라인의 정식 위치로 이동해 모종 작업을 하는 방식이다.

연구진은 "정식로봇이 모종의 위치와 정식할 배지의 위치를 정확히 인식할 수 있는 것은 인공지능을 활용한 영상인식 기술 덕분"이라고 설명했다.

토마토와 파프리카 모종은 형상이 다르고, 같은 품종이라도 각각의 형상이 조금씩 다르다. 때문에 연구진은 AI 학습을 통해 잎, 줄기의 모양과 숫자, 높이가 다른 다양한 모종의 형태를 로봇 스스로 인식할 수 있게 개발했다.

또한 길이나 두께가 각기 다른 코코피트 배지의 특성을 파악해 모종이 심어질 위치를 인식하고, 로봇 팔이 해당 위치를 스스로 찾아 작동하며 자동으로 작업할 수 있게 만들었다.
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