[MicroHSI 410SHARK] 초분광 센서를 활용한 스마트팜 실현

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스마트팜 은 농업, 임업, 축산업, 수산물의 생산, 가공, 유통 단계에서 스마트 센서 및 정보통신 기술(ICT)를 접목하여 생산물의 생육 정보 데이터를 바탕으로 정밀한 관리와 예측 등을 통해 생산물의 품질 및 수확량 향상에 목표를 두고 있는 지능화된 농업시스템을 말합니다. 스마트 팩토리, 스마트 시티와 같은 공업과 서비스업 뿐만 아니라 우리가 먹고 사는데 꼭 필요한 농축산업과 4차 산업이 결합되어 스마트 팜이 실현된다면 정말 혁명적인 변화가 생겨날 것입니다. 스마트 팜은 생산, 가공, 유통까지 전체적으로 관리가 가능한 지능형 시스템을 말하며 구체적인 예로 스마트 온실, 스마트 과수원, 스마트 축사 등이 있습니다.

 

 

또한 스마트 팜을 위해서 정부에서는 취약한 영농 환경을 개선하고 농업을 더욱 성장 시키기 위해 스마트팜 기술을 개발하고 보급하기 위해 혁신 과제를 추진하고 있다고 합니다. 스마트팜 보급 예산은 대략 2014년에 220억원에서 시작하였지만 지난해서 대폭 확대를 하여 761억원으로 늘렸다고 합니다.

농촌진흥청 에서는 3단계 스마트 팜 기술을 개발하고 있다고 합니다. 1세대 기술은 모바일 앱을 통해 농업 환경을 원격제어 하는 편리성에 중점을 두었으며 남원시의 딸기 농가에서 도입하여 20% 수확량 증가의 성과를 거두었다고 합니다. 하지만 1세대의 경우 농업인이 직접 설정, 조작, 데이터의 분석 및 이해까지 해야 해서 ICT역량이 필요하여 손쉬운 접근의 한계점도 지적되었다고 합니다.
2세대 기술은 인공지능(AI)을 적용하여 딸기 가격이 높아지는 겨울철에 생산량을 2.3배나 늘리는 결과를 얻었다고 합니다. 2세대 기술에 더 진화된 농업 로봇을 활용한 무인 및 자동화 기술을 적용하는 3세대 기술을 고려하고 있다고 합니다. 이처럼 스마트 팜은 앞으로 무엇보다 중요한 이슈가 되었습니다.

 

 

스마트 팜 3단계인 무인 및 자동화를 실현하기 위해서는 작물의 상태 정보를 측정할 수 있는 스마트 센서가 필요하며 센서와 데이터를 해석 할수 있는 알고리즘과 자동화 제어 까지 여러 요소가 통합되어야 하는게 사실입니다. 스마트 센서 중에서 정밀 농업에서 활용가능한 초분광 센서(초분광 카메라)를 이용하여 농작물의 상태를 측정 할 수 있습니다.

초분광 센서(초분광 카메라)는 입사되는 빛을 분광 시켜 영상의 각 화소에 해당하는 지표물의 연속적이고 넓은 파장영역에서 수십개에서 수백개의 분광정보를 얻어 농작물 마다 존재하는 고유의 광학적 성질 및 물질의 흡스와 반사 특징을 분석 할 수 있는 최신 기술의 센서입니다. 센서를 통해 얻어진 초분광 영상을 통해 측정된 개체를 구성하는 물질의 식별이 가능합니다.

 

 

구체적으로 초분광 센서(초분광 카메라) 작물 수분 스트레스, 토양 수분 기반 연구, 과수의 생육 상태 확인을 통한 수확량 및 수확 시기 예측, 원예작물 정밀 분석, 농작물의 질병 분석 등에 사용할 수 있습니다.
분광 센서(초분광 카메라)는 트렉터와 같은 유인 농기구 뿐만 아니라 위의 그림처럼 요즘 드론(무인항공기)가 각광을 받으면서 초분광 센서(초분광 카메라)를 드론에 탑재하여 스마트 팜 연구에 사용되고 있습니다. 특히 Corning사의 Micro HSI 410 초분광 센서 (초분광 카메라)는 드론 등 비행체에 탑재 하기에 매우 적합하게 디자인된 센서로 스마트팜 실현에 많은 도움을 줄 수 있는 센서입니다.