드론은 전례 없는 시공간적 규모로 대체 노동력을 제공한다. 드론이 기계식 꽃가루 매개자 역할을 하고 스마트 애플리케이션을 접목해 드론을 식량 불안이 커지는 과제를 해결할 수 있는 유망하고 저렴한 기술로 만들면서 농업 분야 드론의 미래도 유망하다.
현대 농업에서 스마트 기술의 출현
증가하는 인구의 식량 수요를 해결하기 위해, 농업 관행은 농작물 수확량을 늘리고 운영 비용을 줄이기 위한 목적으로 점점 더 많은 기술을 통합했다. 이러한 경향은 농작물 재배와 가축 방호에서부터 식품 가공 및 운송에 이르기까지 식품 생산의 여러 단계에 인공지능과 자동화 기계와 같은 소위 '스마트 기술'을 접목시키는 결과를 가져왔다. 한 가지 특별한 혁신은 드론 기술의 사용이다. 드론은 무인항공기(UAV)로 표현될 수 있지만, 무인항공기(UAS) 또는 무인항공기(UA)라고도 불리며, 원격으로 조종되거나 운영자에 의해 비행경로가 할당된다. 드론은 대부분 군사 관행이나 레크리에이션 목적과 관련이 있었지만, 최근 특히 센서 및 영상 처리 분야의 발전은 드론의 범위와 적용 가능성을 넓혔다. 기술 진보와 동시에 발생하는 드론 비용 절감과 기술의 접근성 향상도 드론의 인기를 더욱 가속화해 농업 등 다른 산업에서도 드론을 활용할 수 있게 했다. 현대 드론은 이제 다양한 오픈 소스 기술, 스마트 센서 및 더 긴 비행시간을 제공하며, 따라서 모니터링 및 관찰에서 농작물 보호에 이르기까지 농업 관행에 많은 이점을 제공한다.
농업에서 드론 기술의 다양한 응용
퓨리 등이 2017년 과학 문헌을 검토한 결과 현재 전 세계에 적용되고 있는 드론의 상업적 농업적 응용이 제시되었다. 저자는 드론이 목초지를 깎거나, 멧돼지 피해로 인한 수확량 손실을 판단하거나, 농작물 사이에 유익한 곤충을 분산시켜 생물 매개체 역할을 하는 독일의 사례를 이용한다. 이 연구는 드론이 최근 몇 년 동안 주목을 받고 있는 정밀 농업 관행을 개선하는 데 특히 어떻게 유용한지에 대해 논의한다. 스마트, 즉 정밀 농업은 땅과 위성 응용 프로그램을 결합하여 농경지를 문서화하기 위해 현장별 이미지 처리를 가능하게 한다. 이 관행은 침입 샘플링 없이 일정한 자율성을 제공하지만 드론 기술과 호환되는 사용 가능한 시공간 척도를 확장한다. 그런 다음 퓨리 등에 의한 검토는 드론의 주요 응용 분야를 상업 농업의 다양한 영역으로 분류한다. 첫째, 드론은 농작물과 토양의 성장과 건강을 모니터링하기 위해 빠르게 땅을 덮을 수 있기 때문에 모니터링 및 감지 관행에 이상적이다. 이것은 센서가 특정 파장의 흡광도를 모니터링할 수 있어 잠재적으로 문제가 있는 영역을 시각적으로 반영하는 컬러 콘트라스트 이미지를 형성할 수 있기 때문에 드론의 주요 용도이다. 이러한 모니터링 능력으로 시공간 정보를 신속하게 처리할 수 있을 뿐만 아니라, 목장주들은 드론을 이용하여 목장의 가축들을 추적하고, 손상된 담장이 있는지도 확인했습니다. 가축들을 더 잘 감시하기 위해, 경비원들은 또한 야간 카메라와 열 이미 저를 사용하여 소들을 괴롭히고 공격하는 동물들을 찾아냈다. 농업에서 드론의 두 번째 주요 응용은 물 주기, 비료 및 농약 살포를 통해 농작물 건강을 유지하는 것이다. 분광학 및 서모그래피 기술을 탑재한 드론은 내부의 건조한 지역을 찾아내고 기존 물뿌리개 장비가 놓쳤을 수 있는 문제 영역을 해결할 수 있다. 반대로, 드론은 관개 문제뿐만 아니라 장비 누출도 감지할 수 있다. 시간이 지남에 따라 드론은 열전도 이미지를 함께 연결하여 육지를 가로지르는 물의 흐름 방향을 결정하고 물 분산에 영향을 미칠 수 있는 지형 특징을 식별할 수 있다. 드론의 정확성과 신속성은 농작물이 충분히 자라지 않을 경우 특정 지역에 비료를 투입할 수 있고, 드론의 농약을 직접 살포해 병해충과 병원체를 퇴치할 수도 있다.
드론은 또한 세 번째 주요 이점을 제공하는 기계적 수분 매개자 역할을 할 수 있다. 곤충 벡터가 가장 중요한 수분 매개체로 남아 있지만, 드론은 특히 벌의 감소와 함께 결국 중요한 지원을 제공할 수 있다. 이 특정 분야에서 진전이 필요하지만, 연구원들은 드론이 과수원이나 밭에서 꽃가루 씨앗을 효과적으로 운반하고 퍼뜨릴 수 있을 것이라고 확신한다. 드론 활용의 또 다른 핵심은 농업 조사에 드론을 활용하는 것이다. 병원균에서 보험금 청구까지, 드론은 자연재해로 피해를 입은 넓은 지역을 커버해 사건의 원인과 결과를 밝혀낼 수 있다. 농업보험조사는 이미 보험금 청구 검증에 드론을 적용하고 있으며, 고해상도 이미징과 결합된 빠른 대응으로 대규모 정보수집 가능성을 제공하는데, 이는 육체노동이 필요한 경우 동일 시간대에 달성하기 어렵거나 불가능하지는 않다. 이러한 이점들은 드론이 상대적으로 적은 비용으로 농업 관행을 개선할 수 있는 후보들을 약속하도록 만든다. 경제적 이익과 함께, 비료, 농약 및 물 사용을 핵심 영역에 최적화함으로써, 전통적으로 불가능했던 몇 가지 생태학적 및 환경적 영향을 완화합니다. 이러한 모든 작업을 수행할 수 있는 드론 유형의 예는 최근 몇 년 동안 개발되었으며 이러한 모델의 비용은 지속적으로 감소하고 있다. 예를 들어, 2012년, DJI사는 농업에 드론 기술을 최초로 도입했고, 전 세계 30개 이상의 국가와 1,000만 명의 농업 실무자에게 드론 기술을 제공했다. DJI 모델은 최근 T20 식물 보호 드론을 개발했는데, 이 드론은 많은 작물 종류에 대해 통제 작업을 수행할 수 있다. 맞춤형 지도 설계를 통해 드론이 전 분야 또는 특정 지역에 걸쳐 파종 작업을 수행할 수 있는 파종 시스템 2.0도 개발했다. 따라서 드론과 관련 기술은 점점 더 정교해지고 있으며 점차 더 광범위한 응용 분야를 통합하고 있다.
한계와 시사점: 농업의 드론 기술의 미래
드론 기술의 인정된 이점에도 불구하고 농업 시스템에 드론이 널리 채택되기까지는 몇 가지 과제가 남아 있다. 다른 신흥 혁신과 유사하게, 드론에 대한 대중의 인식은 여전히 분열되어 있다. 이는 드론의 관행을 표준화하는 프레임워크가 부족하기 때문에 드론을 적절하게 규제되지 않고 아직 활용되지 않은 기술로 보이게 하는 것과 관련이 있을 수 있다. 아얌가 등의 2020년 연구는 드론의 국제 규제에 대한 더 많은 통찰력을 제공하고, 개발된 규제를 구현하고 시행하기 위해 이해관계자와 규제 기관의 포함을 개선하는 새로운 접근법을 제안하여 궁극적으로 대중의 인식을 개선한다. 서로 다른 인식에도 불구하고, 렌 외 연구진(2020)의 연구는 드론이 향후 몇 년 동안 수십억 달러의 시장 가치에 도달하면서 새로운 농업 혁명을 일으키고 있을 수 있음을 시사한다. 이 연구의 저자들은 이것이 현재 세계가 경험하고 있는 빠르게 변화하는 환경 및 인구학적 조건의 결과일 수 있다고 제안한다. 예를 들어, 지구 기후 변화와 증가하는 식량 불안은 드론이 농작물 건강과 수확량을 개선함으로써 직접적으로 기여할 수 있는 과제이다. 유엔 식량농업기구와 국제 전기통신연합의 'UAV와 농업' 연구보고서 편집장인 제라드 실버스터는 농업인들이 기후변화에 적응하고 다른 도전에 대처하기 위해 노력하지만 드론은 농업기업 전체의 효율성 향상에 도움이 될 것으로 기대된다고 말한다. 빠른 기술 혁신 시대에 드론은 정확도, 지속시간, 적용성에서도 향상될 것으로 기대된다. 소프트웨어의 통합은 특히 유망한 결과를 제공하여 사용성과 비용도 개선하여 이해 당사자들이 기술에 더 쉽게 접근할 수 있게 한다. 이는 다수의 소프트웨어 애플리케이션을 통합한 드론 개발사 드론 AG의 목표였다. 그들의 모델은 이제 모바일 사용자와 호환되는 크롭 스카우트 시스템과 크롭 스프레이 드론 및 다중 스펙트럼 매핑 드론을 포함한다. 이러한 혁신은 드론의 효율성을 강화할 뿐만 아니라 빠르게 변화하는 세상에서 농부들에게 식량 안보를 유지할 수 있는 더 많은 도구를 제공할 것이다.
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