기후변화로 급증한 농작물 해충 … ‘AI 트랩’으로 다스린다 [농어촌이 미래다-그린 라이프]

농진청 ‘무인 예찰 포획장치’ 개발
갑자기 개체수 늘어나는 ‘돌발 해충’ 등
발생 양상 다양해지며 피해 사례 속출
페로몬 분사해 노지 밭작물 해충 유인
인공지능 기술 활용 마릿수까지 파악
인력 의존 벗어나 노동시간·비용 절감
조기 예찰로 적기 방제에 큰 도움 기대

최근 전 세계적 이상기후에 해충이 크게 증가했다. 갑자기 개체 수가 급증하는 ‘돌발 해충’이 나타나는가 하면, 새로운 해충도 속속 등장하고 있다. 해충은 인간뿐만 아니라 농작물에도 막대한 악영향을 끼친다. 벼멸구나 먹노린재, 선녀벌레 등 농작물에 직접적 폐를 끼치는 해충은 수확량 감소를 가져오고 결국 농가 소득 감소와 농산물 가격 인상을 불러온다. 최근 해충으로 인한 농작물 피해를 막기 위한 방안으로 인공지능(AI) 기술을 탑재한 무인 예찰 트랩이 주목받고 있다. 농촌진흥청이 개발·보급하고 있는 무인 예찰 트랩은 해충 마릿수까지 파악할 정도의 기술력을 자랑하는 만큼 신속한 예찰에 이어 방제 역할까지 톡톡히 해내고 있다.

 
17일 농진청에 따르면 전 세계적으로 돌발 해충이 증가하고, 발생 양상도 다양해지면서 농작물 피해가 늘고 있다. 우리나라의 해충 발생 면적은 2013년 4151㏊에서 2022년 3만382㏊로 급증했다. 이 같은 피해를 최소화하려면 신속한 예찰과 방제가 중요하지만, 현재는 사실상 인력에 의존해 발생 정도만 확인하는 실정이다.

농촌진흥청에서 개발한 인공지능(AI) 기반 무인 예찰 트랩이 해충을 방제하고 있는 모습. 농촌진흥청 제공

농진청은 이 같은 문제를 해결하기 위해 군산대·비엔에스(BNS)코퍼레이션과 공동으로 노지 밭작물 해충을 유인해 발생 현황을 파악할 수 있는 AI 기반 ‘무인 예찰 포획장치(트랩)’를 개발했다.

무인 예찰 트랩은 성 유인 물질(페로몬)로 해충을 유인, 포획해 확보한 이미지를 AI로 인식한 뒤 종류와 마릿수 등 정보를 분석하는 기술이다. 포획장치 안에 부착된 환경 감지기(센서)는 온도·습도·풍향·풍속·조도를 확인할 수 있으며, 해충 유입 방향도 추적할 수 있다. 수집한 정보는 별도 포획장치 관제 시스템에서 확인하고 제어할 수 있다.

트랩 장치의 확장성도 탁월하다. 구조를 변경하고 유인 물질 종류를 바꾸면 나방류·노린재류 등 종류가 다른 해충도 유인할 수 있다. 영상 수집 후 장치에서 자동으로 해충을 분쇄, 배출해 추가 관리가 필요 없다. 정확한 영상을 얻기 위해 해충을 움직이지 못하게 하는 약제와 전기충격 장치도 내장돼 있다.

AI를 이용해 해충 개수를 자동으로 세는 모습

현재는 무인 예찰 트랩으로 콩에 해를 입히는 파밤나방·담배거세미나방·톱다리개미허리노린재 등 3종을 예방 관찰할 수 있다. 농진청은 추후 적용 범위를 확대하고, 포획장치 관제 시스템과 연계해 방제 시기를 알려주는 기능도 추가한다는 계획이다.

농진청 연구진이 2년간 현장 검증한 결과 무인 예찰 포획장치의 정상 영상 수신과 포획량 판별 정확도는 90% 이상으로 높았다. 기존 포획장치와 유사한 수준이다.

사람이 관찰포를 직접 찾아 해충 발생을 조사하는 기존 인력 의존형 예찰과 비교해 노동시간과 비용을 줄일 수 있어 현장 활용성도 높다. 기존 수동장치 방식을 무인 예찰로 대체한다면 조사 지점당 연간 약 200시간의 노동시간과 1077만원의 비용을 절감하는 효과가 있는 것으로 나타났다.

또한 조기 예찰로 적기에 해충을 방제함으로써 농작물 피해를 줄여 식량 안보 향상에도 도움이 될 것으로 기대된다.

 
이 트랩에 적용된 기술은 이미 여러 건의 특허를 취득했다. ‘자동 포집 모듈을 포함하는 해충 유인 트랩’, ‘해충 이미지 획득이 가능한 해충 유인 트랩’ 등 4개의 기술특허와 국가통합 인증, 국제표준화기구 인증, 유럽 통합 규격인증 등을 받았다.

국립식량과학원 남부작물부는 올해부터 시험 재배지에서 나방류·노린재류 예찰에 무인 포획장치를 활용하고 있다. 앞으로 포획장치 구조 변형과 유인 물질 장기 활용, 해충군 다양화 등으로 연구를 확장할 예정이다. 아울러 내년 신기술 시범사업을 통해 콩 관찰포에 해충 무인 예찰 포획장치를 도입하고, 국가농작물병해충관리시스템(NCPMS)과 연계해 활용 범위를 넓혀갈 계획이다.

해충 발생과 피해 상황은 전국적으로 확산하고 있다.

로켓형 무인 예찰트랩

제주도농업기술원에 따르면 2020∼2022년 기후변화로 감귤 해충 5종이 새로 확인됐다.

유엔 생물다양성 과학기구(IPBES)는 지난해 보고서에서 “전 세계에서 침입성 해충을 포함한 침입종으로 연간 4230억달러(약 583조원) 이상의 비용을 지출하고 있다”며 “연간 200종씩 새 종이 나타나면서 문제가 악화할 것”이라고 우려했었다.

이와 관련, 정병우 식량원 남부작물부장은 “무인 예찰 포획장치는 해충 발생 상황을 실시간으로 확인할 수 있고, 데이터와 연계해 해충의 이동 경로를 해석하는 데도 유용한 기술”이라며 “각 지역 관찰포 현장에서 기술을 활용할 수 있게 하고, 노지 스마트 농업 자동방제 기술도 연계하도록 힘쓰겠다”고 밝혔다.

세종=안용성 기자 ysahn@segye.com