노스캐롤라이나주립대학 연구팀이 로봇을 활용한 양식산업의 발전방안을 모색하고 있다. (사진. NCSU)
세계적으로 양식업이 성장함에 따라, 이에 따른 로봇의 사용도 빠르게 증가하고 있다. 노스 캐롤라이나 주립 대학(North Carolina State University, 이하 NCSU)의 연구원들은 해양 양식 생산량을 늘리고 식품 안전을 보장하면서도, 야생 해산물 수확 압력을 줄이는 방법을 찾는 데 주력하고 있다. 이는 2030년까지 패류 양식을 연간 1억 달러의 산업으로 성장시키겠다는 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있는 단계로 보인다.
연구원들은 노스 캐롤라이나 해안선 근처의 굴 생산을 개선하기 위해 물과 공중에서 작은 무인 차량을 사용할 계획이다. 목표는 차량이 서로 협력해 사람들이 접근하기 어렵고 위험한 지역의 수질을 모니터링하도록 하는 것이다.
연구진은 이번 프로젝트가 노스 캐롤라이나 및 그 외 지역에서 연안에서 생산되는 조개류의 지속 가능한 성장을 실현하는 데 핵심적인 관리 결정을 알리는 귀중한 데이터를 제공할 것이라고 전했다.
4개년 프로젝트는 다기관 National Robotics Initiative(NRI) 2.0을 통해 미국 농무부의 국립 식량 농업 연구소로부터 100만 달러의 보조금으로 자금을 지원받았다.
연구팀은 소비자 식품의 안전과 생산자의 수익성에 중요한 영향을 미치기 때문에 수질에 초점을 맞추고 있다고 말한다. 빗물에 의해 바다로 운반되는 박테리아 및 기타 오염 물질은 박테리아가 안전한 수준에 도달할 때까지 해안 근처 생산자들이 일시적으로 수확을 중단하게 만들 수 있다. 이러한 폐쇄로 인해 생산자들은 평균 연간 수입의 25%를 지불해야 하는 문제가 있었다.
연구팀은 박테리아 핫스팟이 될 가능성이 가장 높은 작업영역을 알려주는 컴퓨터 모델을 개발할 계획이다. 이러한 핫스팟 내에서 로봇은 센서 프로브를 사용해 조건을 측정하고 실험실 분석을 위해 반환할 수 있는 샘플을 채취한다.
연구 관계자는 “우리는 같은 영역을 계속해서 자율적으로 모니터링하는 로봇을 찾고 있는 것이 아니라, 수질 모델링을 로봇 경로 계획과 통합해 로봇을 가장 중요하고 유익한 영역으로 안내하는 것이다”라고 전했다. 이어 “이 아이디어는 특히 로봇이 채취할 수 있는 물 샘플의 수가 제한적일 때 단일 배치에서 최대의 가치를 얻을 수 있다”라고 전했다.
아울러 연구원들은 물을 따라 움직이는 무인지상차량(USV)이 무인항공기(UAV) 또는 드론과 통신하고 작업할 수 있는 방법을 모색한다는 전략이다. 예를 들어 UAV는 지역을 정찰하는 데 사용될 수 있으며, 상황이 안전하지 않은 곳을 USV에 알릴 수 있다. 뿐만 아니라 USV 또는 무인 항공기는 UAV가 조사 영역을 확장하기 위한 착륙 및 도킹 스테이션으로 사용될 수 있다.
연구원들은 초기에 지역 호수와 연못뿐만 아니라 대학에 있는 해양양식연구센터에서 시스템을 테스트할 계획이다. 본격적인 테스트는 굴 재배 지역에서도 실시될 예정이다. 이들의 장기적인 목표는 궁극적으로 이러한 로봇 도구를 재배자에게 제공하는 것이다.
연구 관계자는 “우리는 박테리아 부하 예측 및 예측을 개선하기 위해 수질 데이터를 생성하기 위한 자율 로봇 차량을 설계하고 있다”라며, “우리의 장기적인 목표는 재배자들이 로봇 도구를 활용, 패류 사망률과 예상치 못한 생산 및 소득 손실을 줄이는 것이다”라고 전했다.
