한국생산기술연구원(원장 이낙규)이 드론 개발 업체 메타로보틱스와 함께 방제 진행 상태를 스마트폰 앱으로 실시간 확인하고, 클라우드 서버로 사용자간 데이터를 공유할 수 있는 ‘방제 드론용 지능형 작업 관리 시스템’을 공동 개발했다고 18일 밝혔다.
기존 드론 방제 작업은 드론 운용 자격증을 보유한 조종사가 직접 드론 비행 경로를 눈으로 확인ㆍ조종하면서 논밭에 약제를 살포하는 방식으로 이뤄졌다.
하지만 대부분의 농경지는 구획이 좁고 일정하지 않다. 조종사가 해당 지형을 정확히 파악하지 못하면 드론 이착륙 및 이동 시간이 길어지고 방제를 중복ㆍ누락하는 경우가 발생할 수 있다.
또 농경지 주변에 전선이나 전봇대, 나무 등 각종 장애물이 많고 흩어져 있어 충돌 및 추락 사고 위험도 높다.
이에 양승환 생기원 지능형농기계연구그룹 박사와 메타로보틱스가 이끄는 공동 연구팀은 앞선 문제점을 해결하고 방제 효율성을 높일 수 있도록 '스마트 농업 클라우드 기술'을 활용해 2018년부터 연구를 시작했다.
양승환 박사 연구팀이 독자 개발한 스마트 농업 클라우드 기술은 근거리무선통신(NFC) 태그를 이용했다. 온실 내 작업자가 NFC 태그를 부착한 장비를 소지하면 작업자의 정보와 작업량, 작업 날짜 등을 실시간으로 클라우드 서버에 전송하는 기술이다.
이 기술을 바탕으로 공동 연구팀은 원거리 정보 전송에 유리한 'LoRa 통신모듈'을 접목했다. 드론 작동 시 곧바로 드론 이동 경로와 높이, 속도, 약제 방제량 및 방제 범위 등의 정보를 클라우드 서버에 실시간 입력할 수 있도록 개선했다.
이에 농민과 방제 기관, 조종사 등 다양한 사용자가 부여 받은 서버 접근 권한에 따라 원하는 방제 관련 정보를 즉시 파악할 수 있다.
자율주행 방제 자동화 기능도 지원한다. 사용자가 온라인 위성 지도 상에서 농경지 네 귀퉁이를 선택해 방제 구획으로 지정하면, 드론이 스스로 최적 비행 경로를 설정하고 일정 구간마다 약제를 살포한다.
이 기능으로 약제를 고르게 분사할 수 있어 방제 효율성을 높이고, 방제 중복ㆍ누락도 막을 수 있다. 해당 지형을 숙지해야 하는 업무 부담을 경감하고, 클라우드 서버를 이용해 작업 정보를 미리 확인하는 등 효율적 방제 계획 수립에도 도움을 준다.
공동연구팀은 장애물 인식 기술도 개발해 빠른 속도로 비행하는 드론의 안전성을 높이고 충돌ㆍ추락 사고를 방지했다.
사고의 주원인으로 꼽히는 전선 충돌을 예방할 수 있도록 드론과 전선 간 거리를 측정할 수 있는 '뎁스(Depth) 카메라'에 딥러닝 기술을 더한 '위험 인식 센서'를 장착했다.
이에 조종사가 육안으로 식별하기 힘든 10㎜ 두께 전선을 드론 스스로 약 6m 거리 밖에서 감지할 수 있으며, 즉시 작동을 멈추고 조종사의 새로운 명령을 기다린다.
생기원은 클라우드에 축적한 정보가 방제 품질과 신뢰성을 향상시키고, 향후 빅데이터 자료화 해 다양한 영농 데이터 분석에 활용할 수 있을 것으로 기대했다.
양승환 박사는 "중국 저가 드론에 대응할 수 있도록 연구개발 초점을 소프트웨어 편의성 및 신뢰성 향상에 맞춰 국산 드론 경쟁력을 높였다"며 "향후 산림에 피해를 끼치는 소나무재선충 관측과 방역 작업이 가능한 산림 방제 드론으로 개발 범위를 넓힐 계획이다"라고 말했다.
한편 메타로보틱스는 오는 6월 중 시범적으로 운영했던 클라우드 서버를 일반 대중에게 처음 공개해 사용자가 방제 정보를 공유할 수 있도록 지원할 계획이다.
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