캘리포니아 대학교 리버사이드가 스마트한 농업을 가능하게 하는 자율이동 로봇을 개발한다. (사진. University of California, Riverside)
캘리포니아 대학교 리버사이드(University of California, Riverside)가 작물에 물을 줄 때 알려주는 로봇을 개발해냈다. 연구원들은 잎을 샘플링하고 물의 잠재력을 측정하는 자율이동 로봇을 제작, 농작업의 효율을 높일 수 있도록 했다.
농업에 종사하는 관계자들은 언제 식물에 물을 주어야하는지 파악하는 부분이 얼마나 어려운 일인지 알고 있다. 또한 수자원을 현명하게 관리하면서 작물을 건강하게 유지할 수 있는지에 대한 복잡함을 직면하기도 한다.
물의 필요성을 정확하게 결정하기 위해서는 식물에서 개별 잎을 손으로 뽑아 압력 챔버에 넣고 공기압을 가해 잎 줄기에서 물이 새는 여부를 확인하는데, 이러한 종류의 테스트는 시간이 많이 걸린다는 단점이 있다. 뿐만 아니라 재배자는 매일 밭의 한정된 영역에만 도달 가능하며, 최적의 관개 일정 패턴을 확인하는 데 필요한 만큼 자주 테스트할 수 없다는 한계도 있다.
이에 연구진들은 미국 농무부로부터 국립과학재단(National Science Foundation)의 NRI(National Robotics Initiative)를 통해 100만 달러 이상의 보조금을 지원받았다.
프로젝트의 일환으로 이 그룹은 잎을 자동으로 샘플링하고 현장에서 즉시 테스트해 최신 데이터를 제공할 수 있는 로봇 압력 챔버를 개발하고 있다. 해당 시스템은 단순히 스냅 샷을 제공하는 것이 아니라 대규모 필드에서 일정 기간 동안 데이터를 수집하도록 작동한다.
자주 업데이트되는 데이터는 재배자가 물을 절약하기 위해 관개 일정을 더 잘 계획하고, 잠재력을 결정하고 분석하는 작물 전문가가 소비하는 시간과 노력을 최적화할 수 있도록 한다. 이는 식품 생산 체인의 일부 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있을 전망이다.
연구진은 UC Davis 및 UC Berkeley의 동료들과 협력해 각 공장에 필요한 것을 로봇에 정확하게 알려주는 센서 데이터에 따라 관개 흐름을 조정, 작물 열을 따라 이동하는 로봇 지원 정밀 관개 배달(RAPID) 시스템을 개발했다.
이 프로젝트는 RAPID에서와 동일한 모바일 기반 로봇을 사용하지만 UC Riverside의 연구원이 설계한 맞춤형 로봇 잎 샘플러와 압력 챔버를 장착하고 필드를 조사, 로봇을 지시할 수 있는 드론과 페어링한다.
한편 연구원들은 2021년 봄에 제작된 첫 번째 자동 압력 챔버 프로토타입 세트를 만들고, 2021년 봄과 여름에 제어된 설정에서 성능을 평가하고 설계를 개선할 계획이다. 그들은 2022년 겨울까지 완성된 설정을 목표로 하고 있다.
