| 초록 |
연구개발 목표 및 내용 최종 목표 ○ 식물의 상태/생육환경 계측 시스템 개발 및 고도화 ○ 자동 관수/시비 시스템 개발 ○ 작물의 품질/산출량 극대화 알고리즘 개발 ○ 데이터 축적/분석/가공/제공을 위한 원격서버 개발 ○ 사용자경험 증진용 웹/앱 개발 ○ 테스트베드 운용 및 데이터 축적 전체 내용 ○ CCD 카메라 기반 식생지수 계측 시스템 고도화 - 정규식생지수(NDVI) 기반 작물 생육도 계측 기구 고도화 - NDVI 측정 및 검.보정을 위한 레퍼런스 시스템 확보 - NDVI 측정의 최적화/NDVI 검.보정 및 2차 지표 산출 ○ 노지작물용 환경계측/관리 방법론 및 시스템 개발 - 토양환경 분석 방법론/시스템 개발 - 대기환경 분석 방법론/시스템 개발 - 관수 및 시비 정밀 제어 시스템 개발 - 각종 센서 데이터의 표준화 연결 방식 개발 ○ 작물의 품질 및 산출량 극대화를 위한 빅데이터, 딥러닝 기반 알고리즘 개발 - LSTM 알고리즘을 사용하여 미래 정규식생지수 예측 AI 학습 모형 개발 - 관측 및 예측 정규식생지수와 환경 계측 정보를 활용하여 유효수분함량 추정 및 변화 예측 기반 능동 관수 알고리즘 개발 ○ 작물 재배 지원용 데이터 통합관리 시스템 개발 - 작물의 실시간 생육도, 기타 환경변수 데이터베이스 구축 - 식생지수, 영상 패턴 분석 데이터베이스 구축 ○ 적응 및 진화형 솔루션 제공을 위한 소비자 친화형 시스템 개발 - PC, 모바일을 통한 원격관제가 가능한 웹서비스 개발 ○ 테스트베드 확보 및 다양한 현장에 대한 빅데이터 축적 - 주요 작물에 대한 한국형 작물 생육 모델 개발용 관측 데이터 확보 연구개발성과 ○ 정규식생지수(NDVI) 관측 계측 기구의 고도화 - 방수, 방진 및 사용 편의성과 내구성을 높인 제품 개발완료 - SD카드 대신 SSD(Solid Sate Drive) 적용 개발로 저장장치 내구도 확보 - 실내, 실외 겸용 하우징 개발 완료 ○ NDVI 측정 및 검.보정을 위한 레퍼런스 시스템 확보 - 기존 Spectralon® 제품을 대체할 수 있는 레퍼런스플레이트와 관리법 확립 ○ NDVI 측정의 최적화/NDVI 검.보정 및 2차 지표 산출 - 라즈베리파이 카메라 특성(spectral response function)을 고려한 NDVI산출법 확립 ○ 토양환경 분석 방법론/시스템 개발 - 토양환경 분석 방법론 확립 - 관련 특허 출원 완료 * 포장용수량 추정 시스템 및 방법(출원일: 2021. 9. 24, 출원번호: 10-2021-0126686) - 토양환경 측정용 array 장비 개발완료 ○ 대기환경 분석 방법론/시스템 개발 - 대기환경 측정용 모듈의 센서 구성 확립 - 대기환경 측정용 모듈의 하우징 개발 ○ 관수 및 시비 정밀 제어 시스템 개발 - 환경 계측 정보를 활용하여 추정한 유효수분함량에 따른 관수 제어 시스템 개발 완료 - 관측 및 예측 정규식생지수와 환경 계측 정보를 활용한 유효수분함량 추정 및 변화 예측 기반 능동 제어 알고리즘 개발 완료 - 개발 제어 알고리즘을 적용 및 솔레노이드 엑추에이터를 사용한 기존 버튼형 시설설비 적용형 자동 관수 제어 시스템 개발 완료 - 서울시설공단 산하 도로완충녹지에 설치 ○ 작물 생육도 관측 데이터를 이용한 생육 예측 기계학습 모델 구축 - 서울시설공단 산하 도로완충녹지 자료를 이용한 식생지수 예측 모델 구동 및 결과 표출하여 웹 기반으로 제공 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 < 정성적 성과 > ○ 3세대 스마트팜 기술 선점 - 세계 최초 광학 관측을 기반으로 한 인공지능 관수/시비 제어 솔루션 획득 - 생산량 극대화를 위한 환경인자 제어 기술 및 자동 로봇 기술 획득 ○ 한국형 생육모델 기초 자료 획득 - 한국 주요작물의 빅데이터 수집을 통하여 생육모델 기초자료 작성 - 하우스/실내농업/과수/전답 작물을 포함한 농경 데이터베이스 클라우드 제작 ○ 기계학습 기반 생육 예측 모델 획득 - 수 일 간의 예측이 가능한 기계학습 모델의 클라우드 업로드 - 공인인증기관 인증 획득 ○ 활용계획 - 식물 생육 영상 및 환경 모니터랑 시스템은 공간 효율성과 심미성을 높이기 개발된 디자인을 적용하여 2023년 후반기 시장 출시 예정 - 복합 능동 제어 자동 관수 시스템은 기상예보(강우)에 따른 보완 논리 개발하여 보완하고 추가적인 성능 실증 시험 진행 후에 기술 이전 또는 시장 출시 예정(2025 상반기) - 국내외 기 확보 테스트베드를 통한 실증을 통해 신뢰성 확보 - 국내 3세대 스마트팜 기술의 보급 및 국외 특용작물 및 원예 시장의 선점 - 특허 출원 및 추가 연구개발을 통한 국내 원천기술 확보 - 파일럿 테스트 농가 (기 확보)를 통하여 농민 친화적 솔루션 제고 - 병충해/풍주해/냉해 등 재해 자동 탐지 및 통보 시스템의 차후 개발을 통해 농가 피해 방지 ○ 제품 기대 효과 (1) 과학·기술적 측면 - 지상 플랫폼 기반 정규식생지수(NDVI) 관측 및 예측 기법: 농업, 임업 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 소규모 원격탐사 기법의 진일보 - 산출량/생육도 예측 기계학습 기술: 농업, 임업 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 분석 기법 제공 (2) 산업적·사회적 측면 - 노지농업/실내스마트팜 등의 산출량 및 작물상태관리 등에 유용하게 활용될 수 있는 솔루션 제공 - 도심의 교통섬, 완충녹지, 미세먼지저감숲 등 넓은 곳에 산개되어 있는 다양한 녹지공간의 효율적인 관리 솔루션 제공 - 농업/임업 분야의 노동력 부족을 첨단모니터링 기술로 메꿈으로써 해당 분야의 생산성 및 경쟁력 제고 (출처 : 요약문 4p) |
