농업 로봇은 농부, 소비자, 환경에 상당한 이익을 줄 수 있다. 이에 따라 향후 이들 로봇에 대한 수요가 증가할 것으로 전망된다. 그러나, 이 기술이 더 광범위하게 활용되기 전에 몇 가지 우려 사항이 해결되어야 한다.
농업용 로봇은 무엇에 사용되는가?
세계 인구가 2050년까지 90억 명 이상에 이를 것으로 예상되면서 농업계는 미래 식량안보를 위해 농지를 확대하지 않고 식량 증산을 해야 한다는 압박을 받고 있다. 농업 로봇과 같은 첨단 기술을 통해 식품 생산에 관련된 공정을 최적화하는 정밀 농업의 채택은 이러한 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다. 정밀농업에 사용되는 로봇은 인공지능을 활용해 각종 센서에서 획득한 데이터를 결합·해석해 부착된 조작기를 이용해 실시간 의사결정과 후속 조치를 용이하게 한다. 농업용 로봇은 농작물 심기 및 수확, 화학적 또는 기계적 도구를 이용한 잡초 방제, 살충제 도포, 토양 분석, 가축 젖 짜는 등 다양한 작업을 수행할 수 있다. 현재 농업용 로봇은 주로 반복적이고 물리적으로 요구되는 작업을 수행하는 데 사용된다. 하지만, 딸기나 산딸기와 같이 조심스럽게 다뤄야 하는 민감한 농산물을 따는 것과 같이 점점 더 전문화되는 작업을 할 수 있는 로봇들이 개발되고 있다.
농업에서의 로봇 사용의 이점과 과제
농업용 로봇은 노동력 격차를 메우고 노동 비용을 줄임으로써 농부들에게 이익을 줄 수 있다. 로봇은 지루하거나 반복적인 작업을 수행할 수 있어 농장 근로자들에게 다른 활동에 집중할 시간을 더 많이 주거나 농장 근로자들의 위험을 줄이기 위해 위험한 작업을 맡을 수 있다. 그들은 또한 비료, 연료, 물과 같은 자원의 보다 효율적인 사용을 가능하게 함으로써 환경적 이익을 제공하고 작물 관리를 개선함으로써 음식물 쓰레기를 제한하는 것을 도울 수 있다. 농업용 로봇이 제공할 수 있는 상당한 이점 때문에, 농업용 로봇의 사용은 앞으로 몇 년 동안 증가할 것으로 예상된다. 실제로 세계 농업용 로봇 시장은 2020년 40억 달러에서 2025년 115억 8000만 달러로 가치가 증가할 것으로 예상된다. 그러나 이러한 예측된 시장 성장에도 불구하고 농업 로봇과 관련된 몇 가지 문제는 농부들이 이 기술에 투자하는 것을 막을 수 있고 세계 농업 산업 전반에 걸쳐 상대적으로 낮은 채택 수준을 부분적으로 설명할 수 있다. 이러한 문제들은 로봇의 높은 제조 및 구매 비용, 기능을 위한 인터넷 연결에 대한 요구 사항, 그리고 일부 농부들이 로봇을 어떻게 작동해야 할지 확신하지 못할 수 있다는 사실을 포함한다. 이러한 문제들은 개발도상국에서 이해하는 데 특별한 장벽을 제시한다. 농업 로봇 혁명 동안 개발도상국이 뒤처지지 않는 것이 중요하므로 이러한 문제를 해결하는 것이 우선시되어야 한다. 다양한 작업을 수행할 수 있는 새로운 로봇을 도입하면 구매해야 하는 다양한 로봇의 수를 줄임으로써 개발도상국의 투자 비용을 최소화할 수 있다. 하지만, 이것을 현실로 만들기 위해서는 여전히 많은 작업이 필요하다. 농업용 로봇의 인기가 높아짐에 따라 일부 농장 근로자들이 일자리를 잃을 가능성과 로봇이 해킹당하거나 파괴될 경우 생산에 미치는 영향 등도 해결해야 할 다른 우려 사항이다.
농업 로봇의 미래
농업용 로봇은 성능을 최적화하고 할 수 있는 작업의 다양성을 증가시키기 위해 지속적으로 개선되고 있다. Oliveira et al. (2021)의 최근 리뷰는 추가 연구 개발이 유익할 수 있는 농업 로봇 공학의 네 가지 주요 측면을 확인했다: 이동 시스템, 컴퓨터 비전 알고리즘, 센서 및 통신 기술. 대부분의 농업용 로봇은 바퀴 달린 로봇의 성능이 나뭇가지와 바위와 같은 지역 지형의 특정 측면에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있음에도 불구하고 4륜 구동 이동을 사용한다. 다리 달린 로봇은 지형의 기울기에 따라 자세를 조정하여 울퉁불퉁한 지면을 가로질러 이동할 수 있고 바퀴 달린 로봇이 도달하기 어려울 수 있는 영역에 접근할 수 있기 때문에 다리 달린 로봇의 생산과 사용을 증가시키면 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 컴퓨터 비전은 또한 잡초를 탐지하고 제거하는 것과 같은 작업을 완료할 수 있도록 하면서 많은 로봇의 기능에 중요한 역할을 한다. 저가 장치에서 작동할 수 있도록 로봇 비전 시스템을 최적화하고 주변 조명의 매일 변화와 계절 변화에 적응할 수 있도록 하기 위해서는 컴퓨터 비전 알고리듬의 추가 개발이 필요하다. 로봇 센서의 품질을 고려하는 것도 중요하다. RGB 카메라는 농업용 로봇에서 가장 많이 사용되는 센서이며 농부들에게 많은 정보를 제공할 수 있지만 재정적인 비용이 많이 든다. 먼지와 광범위한 온도 및 습도 수준에서 작동할 수 있는 고진입 보호 기능을 갖춘 저가 센서의 개발은 로봇 성능을 크게 향상하고 많은 농부들에게 채택에 장애물로 작용하는 로봇의 선행 비용을 줄이는 데 도움이 될 것이다. 마지막으로, 농업 로봇의 향후 개발은 개별 로봇 간의 연결성을 더욱 강화하는 데 초점을 맞춰야 한다. 사물인터넷 기술의 지속적인 발전을 통해 실시간 데이터 공유 프로세스를 간소화하면 전체 농장의 활동을 보다 효율적으로 제어하고 모니터링할 수 있으며 전체 로봇 성능을 최적화할 수 있다.
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