농촌진흥청(청장 허태웅)은 농업인구 고령화와 코로나19 영향으로 농업 생산 인력 공급이 불안정해짐에 따라 로봇과 인공지능 기술을 활용한 토마토 생산량 예측 로봇시스템을 개발했다.

 토마토는 후숙 열매채소로 수출에 따른 유통기간을 고려한 수확시기가 매우 중요하기 때문에 수출 농가가 수확시기를 예측하기 위해서는 정량화된 정보가 필요하다.

이번에 개발된 기술은 스마트 온실 주행 로봇과 토마토 영상분석 시스템으로 구성돼 있다.
 마그네틱, 근접 센서(감지기) 등 다양한  센서가 장착된 로봇이 계획된 경로를 이동하면서 카메라를 이용해 토마토의 영상 정보를 수집한다.

 인공지능 분석기술을 활용해 수집된 영상 속 토마토에 일련번호를 부여하고, 일련번호가 부여된 토마토를 대상으로 전체 면적 대비 빨갛게 익은 면적의 비율을 계산한다.
 이 과정을 통해 토마토를 녹숙기, 변색기, 채색기, 도색기, 담적색기, 완숙기 등 6단계로 구분하며, 인식된 토마토마다 과일 전체 면적 대비 빨갛게 익은 비율을 수치화된 정보로 제공한다.

일반적으로 연한 붉은색과 녹색이 섞인 채색기의 토마토는 수출용, 연한 붉은색과 황색이 섞인 도색기의 토마토는 내수용으로 수확한다.
토마토를 인식하고 익은 정도를 측정하는 두 가지 정확도가 복합적으로 요구되는 이 기술을 현장에 적용한 결과, 토마토 인식 정확도는 약 94%, 익은 정도 측정 정확도는 약 98%로 종합 정확도는 약 92.1%였다.

이 기술을 통해 현재 수확 가능한 토마토의 수량을 실시간으로 확인할 수 있고, 수확시기를 예측할 수 있는 정보도 제공할 수 있게 됐다.

 특히 이 기술이 제공하는 정보를 기반으로 적산온도 적산온도: 작물의 생육에 필요한 열량을 나타내기 위한 지표로 생육 일수와 하루평균기온을 곱한 값. 토마토의 적산온도는 900℃ (1일 평균 20℃일 때 45일 재배)임.
와의 상관관계를 계산해 출하시기를 조절할 수 있다.

 농촌진흥청은 토마토 열매의 출하량 측정 방법에 대한 산업재산권 토마토의 출하량 측정 방법 및 그 장치(10-2020-0057612)  출원을 완료했다.

 농촌진흥청 스마트팜개발과 강금춘 과장은 “고령화, 코로나19 등으로 일손이 부족해진 농촌에 도움이 될 수 있도록 다양한 로봇시스템을 개발하겠다.”라고 밝혔다.

농업용 로봇 전문 업체를 운영하는 하종우 대표는 “이번에 개발된 기술을 사업화하면 농가 일손 부족 문제 해결에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.”라고 말했다.