농촌진흥청(청장 조재호)은 작업자를 따라다니며 수확물을 운반하고 하역장까지 이동해 자동 하역도 가능한 온실용 운반 로봇을 개발했다고 밝혔다.
이번에 개발한 작업자 추종 운반 로봇은 작물을 수확하는 작업자 뒤를 따라다니며 올려진 수확물을 집하장까지 대신 운반한다. 작업자가 수확한 작물을 로봇에 담고 다음 수확 지점으로 이동하면, 로봇은 작업자와의 거리를 측정해 일정 거리를 유지하면서 움직인다.
로봇 전방에 붙인 3차원 카메라와 인공지능 분석 제어기를 활용한 기술로, 작업자와의 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 여러 감지기를 장착해 계획된 경로에 따라 자율주행하도록 설정했다. 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 사람과의 충돌 등 안전사고에 대비했다.
운반 로봇은 10시간 이상 연속으로 작동하며, 1회 최대 300kg까지 운반할 수 있다. 또한, 고장이나 오작동을 줄이기 위해 고장 확률 0.1~1% 미만의 안전 무결성 수준(SIL) 2등급 제어기를 적용했다.
농촌진흥청은 지난해까지 이 로봇의 요소 기술을 개발하고 올해 전북 익산 토마토 농장에서 현장 실증 연구해 실제 농업 현장에 투입할 수 있을 정도로 실용화했다. 특히 영상 인식 정확도를 97.6%까지 높였으며, 금속으로 된 온실 구조물을 작업자로 잘못 인식하는 일이 없도록 자기력 기술을 적용했다.
아울러 작물이 무성해도 작업자 위치를 정확히 인식할 수 있도록 라이다* 기술을 적용해 기존 로봇보다 작업자 인식 정확도는 높이고 오작동 발생은 최소화했다.
*라이다(LiDar): 레이저 펄스를 발사해 그 빛이 대상 물체에 반사돼 돌아오는 것을 받아 물체까지 거리 등을 측정하고 물체 형상까지 이미지화하는 기술
이번에 개발한 로봇을 현장에 적용하면 농작업 효율성을 높일 수 있고, 부수적으로 농업인의 건강을 지키며, 무리한 작업으로 인한 안전사고도 예방할 수 있을 것으로 보인다.
농촌진흥청은 이번에 개발한 로봇의 특허 등록을 완료*했으며, 산업체에 기술이전을 마쳤다. 또한, 11월 28일 전북 익산 토마토 농장에서 현장 연시회를 열어 농가 의견을 수렴했다.
*분류의 정확도를 높이는 토마토 운반 대차용 선별 장치 및 그 동작 방법(10-2504385)
전북 익산 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.”라고 말했다.
농촌진흥청 스마트팜개발과 이시영 과장은 “앞으로 스마트 온실에서 활용할 수 있는 농업용 로봇의 기술 개발과 실용화에 앞장서도록 노력하겠다.”라고 말했다.
김경호
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