[스마트 혁신기술, 농업을 바꾼다] AI 통해 익은 것만 골라 따는 ‘수확 로봇’

[한국농어민신문 조영규 기자] 

#상용화를 앞둔 수확로봇과 모니터링 로봇

농가 따라다니는 운반 로봇
수확 후 선별장으로 자율주행

수확 로봇 손상 정도 1% 미만
내년 6월 농가 도입 목표 

AI 기반 모니터링, 숙도·수확시기 예측

운반로봇은 수확작업에도 쓰인다. 월화수목금토마토는 (주)하다(HADA)의 운반로봇을 수확작업에 활용하고 있다. 농가가 토마토를 따서 운반로봇 위에 있는 바구니에 넣고, 수확이 완료되면 운반로봇은 바닥에 표시된 선을 따라 자율주행해 선별장으로 간다. 이 운반로봇은 일정 거리를 두고 농가를 따라 다닌다. 김태훈 대표는 “이전에는 카트에 수확 바구니를 싣고 다녔는데, 운반로봇을 활용하니 카트를 끄는 과정이 거의 없어 수확에만 전념할 수 있다”며 “카트를 끌지 않는 그 시간에 농장을 더 둘러볼 여력이 생긴 점도 이점”이라고 강조했다. 김태훈 대표는 “수확로봇이 더해진다면, 농가의 영농 효율성은 더 높아질 수 있다”고 덧붙였다.

김태훈 대표의 전언처럼, 수확로봇을 향한 현장의 요구는 커지고 있다. 수확은 전체 농작업 중 노동력이 가장 많이 투입된다. 특히 스마트팜 시설에선 농작물이 거의 연중 재배되고 있어 수확을 돕는 로봇이 절실하다. 수확로봇은 타 농작업을 실행하는 로봇과 달리 고려 사항이 많다. 우선 농작물이 달린 위치가 모두 달라 항상 새로운 위치를 감지할 수 있어야 한다. 농작물 마다 경도 차이가 커 수확로봇의 쥐는 힘도 달리해야 한다. 자칫 세게 쥐었을 경우엔 물러져 상품 가치를 잃을 수 있다. 농작물과 줄기를 잇는 꼭지를 구분하는 기술도 필요하다. 이러한 이유에서 아직 수확로봇의 상용화 속도가 더딘 상황. 그럼에도 눈에 띄는 기업은 있기 마련이다. 그 중 한 곳이 (주)메타파머스다.

메타파머스는 사람과 로봇이 함께 짓는 새로운 농업을 지향하며 서울대학교 로봇공학도들이 2022년에 설립한 기업이며, 딸기를 대상으로 한 수확로봇을 개발하고 있다. 딸기 수확로봇은 농장에서 자율주행으로 움직이며, 로봇에 장착된 비전 AI 기반 카메라로 딸기를 스캔한다. 스캔 결과 수확을 해야 할 딸기와 그렇지 않은 딸기를 구별한 다음,  꽃과 잎을 인식하고 회피해 ‘따야 할 딸기’만을 선택적으로 수확한다. 딸기의 중량을 추정해서 수확 직후 1차 분류도 한다.
 

이규화 메타파머스 대표는 “농작물의 숙도를 파악하고, 앞에 장애물도 인식해서 장애물을 피하고, 익은 것만 선택적으로 수확을 할 수 있는 기술들을 갖고 있다”면서 “100개의 딸기가 있다고 한다면 그 중에서 80개 정도를 수확할 수 있고, 손상 정도도 1% 미만으로 매우 낮다”고 말했다. 그는 “그래서 상용화에 근접하고 있다고 생각하고, 내년 6월경에 한 농장에 도입시키는 것을 목표로 하고 있다”고 밝혔다. 그는 “로봇은 반복적인 작업을, 사람을 대신해서 하고, 농가는 의사 결정과 함께 자기 농장을 브랜딩하고, 판로를 개척하는 데 더 집중해야 한다고 생각한다”며 “적심뿐만 아니라 적엽 등 농가가 원하는 로봇 기술을 개발, 지속가능한 농업에 기여할 것”이라고 피력했다.

수확에는 AI를 기반한 모니터링 기술이 수반돼야 한다. 2024년 농업과학원이 개발한 모니터링 로봇은 실시간 토마토를 인식하고, 숙도를 측정해 수확시기를 미리 예측할 수 있다. 농가 실증 결과, 열매 인식 정확도는 93.8%, 수확시기 예측 정확도는 97.7%로 높은 수준이다. 모니터링 기술은 추후 방제작업과 제초작업, 운반작업에도 활용 가능성이 크다.

방제작업에선 병해충을 진단하고, 방제 전략을 수립해야 한다. 제초작업에서는 작물과 잡초를 구분하고, 작물과 근접한 잡초도 정확히 제거해야 한다. 운반작업에선 작업 상황을 인식하고, 어디에서 수확하고 있는지 이동시켜야 할 자재가 있는지 등을 파악해 스스로 이동하며 작업 효율성을 높여야 한다. 이는 향후 농업로봇들이 나아가야 할 방향들이며, 이를 위해선 모니터링 기술이 중요하다. 김태훈 대표도 “모니터링 로봇은 농업 환경을 판단하면서, 적재적소에 로봇을 투입하는 농업로봇의 컨트롤타워 역할을 할 수 있다”고 언급하기도 했다.

이충근 국립농업과학원 농업로봇과장은 “농촌 인구가 줄어드는 만큼 농사를 지을 인력이 빠르게 줄고 있어, 미래 농업을 위해선 인력을 대체할 수 있는, 그러면서 효율을 높일 수 있는 ‘로봇’이 중요해지고 있다”며 “농촌진흥청도 농업인들이 지속해서 편하게 안정적으로 농사를 지을 수 있도록 연구하고 고민해 ‘함께 사는 농업’의 미래를 만들어가겠다”고 강조했다.

조영규 기자 choyk@agrinet.co.kr