AI·클라우드 활용 '드론 농약 살포' 획기적 개선…"중복·누락 해결"

기사입력 : 2020년06월18일 10:07

최종수정 : 2020년06월18일 10:07

생기원, 메타로보틱스와 '방제 드론용 지능형 작업관리시스템' 개발
방제 진행상태 클라우드 저장·공유, 스마트폰에서 실시간 확인 가능

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 국내 연구진이 클라우드와 인공지능(AI) 딥러닝을 이용해 중복살포·누락 등 드론(Drone) 농약 살포 문제점들을 말끔히 해결하는 데 성공했다. 드론을 이용해 농약을 살포하는 농민들에게 큰 도움이 될 전망이다.

한국생산기술연구원(생기원)은 드론 개발업체 '메타로보틱스'와 함께 방제 진행상태를 스마트폰 어플리케이션에서 실시간 확인하고 클라우드 서버를 통해 농민, 조종사, 제조사 간 데이터를 공유할 수 있는 '방제 드론용 지능형 작업관리 시스템'을 공동 개발했다고 18일 밝혔다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 지능형 작업관리 시스템을 탑재한 메타로보틱스㈜의 방제 드론. [사진=생기원] 2020.06.18 swiss2pac@newspim.com

무인항공기 드론의 다양한 적용분야 중 가장 먼저 상용화에 성공한 분야는 논밭에 농약과 살충제를 살포해주는 '방제 드론'이다. 일반적으로 작업자 혼자 1㏊(1만㎡) 크기의 논에 약제를 뿌리는 데 3~4시간 정도가 소요되는 반면, 방제 드론의 경우 10분 정도면 충분하다.

이 같은 효율성 때문에 국내 전체 논 면적의 약 25%에서 드론 방제 작업이 적용되고 있으며, 일본에서는 그 비율이 약 40%에 달한다. 한국농업무인헬기협회에 따르면 지난 2017년 기준 총 면적 86만4865ha의 국내 논 가운데 25.6%인 22만1689ha에서 드론 방제 작업이 적용됐다.

기존 드론 방제 작업은 드론 운용 자격증을 보유한 조종사가 직접 드론의 비행경로를 눈으로 보며 조종하면서 논밭에 약제를 살포하는 방식으로 이뤄졌다.

문제는 대부분 농경지가 구획이 좁고 일정하지 않으며 서로 떨어져 있어 조종사가 해당 지형을 사전에 정확히 파악하지 못하면 드론 이착륙 및 이동 시간이 길어지고 방제가 중복되거나 누락되는 구간이 발생하기 쉽다는 것이다.

농경지 주변에 전선, 전봇대, 나무, 비닐하우스 등과 같은 각종 장애물들이 많고 흩어져 있어 충돌 또는 추락 사고 위험도 높았다.

생기원 지능형농기계연구그룹 양승환 박사와 메타로보틱스가 이끄는 공동연구팀은 이 같은 문제점을 해결하고 방제 효율성을 높이기 위해 스마트 농업 클라우드 기술을 기반으로 2018년 4월부터 연구를 시작해 1년 8개월 만에 성과를 냈다.

양승환 박사 연구팀이 2018년 독자 개발한 스마트 농업 클라우드 기술은 온실 내 작업자가 근거리무선통신(NFC) 태그가 부착된 스마트폰이나 장비를 소지하고 다니면 어떤 작업자가 언제, 어디에서, 얼마나 작업했는지를 실시간으로 클라우드 서버에 전송해주는 기술이다.

공동연구팀은 이 기술을 바탕으로 원거리 정보 전송에 유리한 '로라(LoRa) 통신모듈'을 접목시켜 드론 작동 즉시 드론의 이동 경로와 높이, 속도, 약제 방제량과 방제 범위 등 각종 정보가 클라우드 서버에 실시간 입력될 수 있도록 개선했다.

로라 통신모듈은 로라 얼라이언스에서 만든 장거리 통신기술로, 저전력으로 최대 10마일(16㎞) 장거리 통신이 가능한 점이 특징이다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 방제 드론용 지능형 작업관리 시스템을 공동 개발한 양승환 생기원 지능형농기계연구그룹 박사. [사진=생기원] 2020.06.18 swiss2pac@newspim.com

농민과 방제기관, 조종사 그리고 제조사 등 다양한 사용자들은 부여받은 서버 접근 권한에 따라 원하는 방제 관련 정보를 시간과 장소에 구애받지 않고 바로 파악 가능하다. 클라우드에 축적된 정보는 방제 품질과 신뢰성을 향상시켜주는 것은 물론 추후 빅데이터화해 방제 결과에 따른 농작물 수확량 변화 등 다양한 영농 데이터 분석 분야에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

또 개발된 시스템은 사용자가 온라인 위성지도 상에서 농경지의 네 귀퉁이를 선택해 방제 구획으로 지정해주면 드론 스스로 최적 비행경로를 설정하고 일정구간마다 약제를 살포하는 자율주행 방제 자동화 기능도 지원한다.

이 기능으로 인해 약제를 고르게 분사할 수 있어 방제 효율성이 높아지고 방제가 중복되거나 누락되는 구간도 발생하지 않는다. 조종사 역시 해당 지형을 숙지해야 하는 부담이 경감될 뿐만 아니라 클라우드 서버에 접속해 작업 정보를 미리 확인할 수 있어 효율적인 방제 계획 수립에 도움이 된다.

아울러 공동연구팀은 초속 5m의 빠른 속도로 비행하는 드론의 안전성을 높이고 충돌·추락 사고를 방지할 수 있는 장애물 인식 기술을 추가 개발했다.

특히 사고의 주원인으로 꼽히는 전선과의 충돌을 예방하기 위해 드론과 전선 간 거리를 측정할 수 있는 '뎁스(Depth) 카메라'에 딥러닝 기술을 더한 '위험 인식 센서'를 개발해 장착했다. 이로 인해 조종사가 육안으로 식별하기 힘든 10㎜ 두께의 얇은 전선을 드론 스스로가 약 6m 거리 밖에서 감지할 수 있게 됐으며, 이 경우 즉시 그 자리에서 작동을 멈추고 조종사의 새로운 명령을 기다린다.

양승환 박사는 "중국의 저가 드론 공세에 대응할 수 있도록 R&D 초점을 소프트웨어 시스템의 편의성과 신뢰성 향상에 맞춰 국산 드론의 시장경쟁력을 높였다"며 "향후 산림에 피해를 끼치는 소나무재선충을 대상으로 관측과 방역작업을 수행하는 산림 방제 드론까지 개발 범위를 넓힐 예정"이라고 말했다.

한편 메타로보틱스는 오는 6월 중 시범적으로 운영했던 클라우드 서버를 일반 대중에게 처음 공개해 사용자들이 방제 정보를 공유할 수 있도록 지원할 계획이다.

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광복군, 일본군 무장해제 "항복사실 모르느냐? 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. 우리는 그들에게 전의(戰意)가 없는 것을 보이기 위해 기관단총을 모두 어깨에 걸쳤다. 그러고도 만일을 위해서 각각 산개하면서 뛰어내리기 시작했다. 드디어 내 차례가 왔다. 몸을 날렸다. 아. 그때 그 바람 냄새, 그 공기의 열기, 아른대는 포플러의 아지랑이, 그리고는 아무것도 순간적이었지만 보이지 아니했다. 그러나 어쩐 일인가? 우리 주변엔 돌격 태세에 착검한 일본군이 포위하고 있었다. 워커 구두 밑의 여의도 모래가 발을 구르게 했다. 코끼리 콧대 같은 고무관을 제독총에 연결한 험상궂은 방독면을 뒤집어쓴 일본군이 차차 비행기를 중심으로 원거리 포위망을 좁혀오고 있었다. 너무나도 위험한 상황이었다. 이것이 그리던 조국 땅을 밟고 처음 맞은 분위기였다. 동지들은 눈빛을 무섭게 빛내면서 사주경계를 했다. 그러나 아직 기관단총을 거머쥐지는 아니했다. 여의도의 공기가 움직이지 않는 고체처럼 조여들어 왔다. 뿐만 아니었다. 타고 온 C46형 수송기로부터 한 50여m 떨어진 곳의 격납고 앞에는 실히 1개 중대나 되는 군인들이 일본도를 뽑아 든 한 장교에게 인솔되어 정렬해 있었다. 그 앞에는 고급장교인 듯한 자들이 한 줄 또 섰고, 장군 몇 명도 있는 듯했다. 그러나 무엇보다도 8월 18일 한낮의 그 뜨거운 여의도 열기가 우리를 더욱 긴장시켰다. 격납고 뒤에까지 무장한 군인이 대기하고 있었다. 중형전차의 기관포도 이쪽을 향하고 있었다. 환호하는 광복군. [사진= 국사편찬위원회] 비행장 아스팔트 위엔 한여름의 복사열이 그 위기의 긴장처럼 이글대고 있었다. 어느새 우리는 땀에 젖어 있었다. 기막힌 침묵이 십여 분이나 지났다. 그러나 그들은 어떤 행동도 취해 오지 않았다. 마침내 우리가 발걸음을 옮겼다. 우리는 일본군 고급 장교들이 늘어선 쪽으로 한걸음 씩 움직였다. 각자 산개, 조심하라! 누군가가 이렇게 나직하게 말했다. 서해 연안으로 비행기가 고도를 낮출 때 누군가가 유서를 쓰던 일이 이 순간 내 머릿속에서 상기되었다. 일본군 병사들은 우리가 다가서자 의외로 포위망을 풀 듯이 비켜섰다. 우리는 아직 기관단총을 어깨에 멘 그대로였다. 일본군이 길을 열어주자, 그들도 일본군 육군 중장을 선두로 한 장교단이 우리 쪽으로 오기 시작했다. 그가 바로 조선주차군사령관 죠오쯔끼(上月良夫)였다. 쬬오쯔기는 그의 참모장 이하라 소장과 나남 사단장과 참모들을 뒤로 거느렸다. 우리도 좌우로 벌려 섰다. 쬬오쯔기가 「나니시니 이라시따노?(무슨 일로 왔소?)」말문을 열었다. 퍽 야무지게 보였다. 우리는 말 대신 영등포 상공에서 뿌리다 남긴 선전 전단을 내밀어 주었다. 우리의 임무가 일본어와 우리말로 적힌 전단이었다. 거긴 또 우리가 이렇게 들어오게 된 사연도 적혀있었다. 우리는 한 장씩 그 전단을 다른 일본군 장교들에게 나누어 주었다. 쬬오쯔끼는 이를 받아 읽고, "일본은 정전만 한 상태이니 일단 돌아갔다가 휴전 조약이 체결된 다음에 재입국하라"라고 말했다. 그러면서 은근히 위협했다. 자기네 병사들이 꽤 흥분되어 있으니, 만약 돌아가지 않으면 그 신변 보호에 안전책임을 지기가 어렵다는 분위기라고 했다. 이에 이범석 장군이 "네 놈들의 천황이 이미 연합국에 무조건 항복한 사실을 모르느냐? 이제부터는 동경의 지시가 필요 없다는 것을 알아야 한다"라고 맞섰다. 그러나 쉽사리 양보하지 않았다. 옥신각신 말이 몇 번 건너 왔다 갔다. 갑자기 쬬오쯔끼는 한 일본군 대령에게 일을 처리하라고 지시했다. 그러면서 그는 동경서 손님이 오기로 되어 있어 마중을 나와 있던 참이란 말을 하고는 물러가 버렸다" 이범석 장군은 일본군 측에 "조선 총독을 만나 담판 짓겠다'라고 요구했으나 거절당했다. 일본군 무장해제 임무를 띠고 국내로 들어 온 '광복군 국내정진군'은 아무런 소득도 올리지 못한 채 다음 날 8월 19일 14:30분 여의도 기지를 이륙하여 중국으로 돌아갔다. 광복군은 미군정이 시작되고 나서 한참이나 지난 다음에 개인 자격으로 귀국할 수밖에 없었다. 조짐이 좋지 않았다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-29 08:00

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중국 전기차 주행거리 두배 증가 배터리 개발 [베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국이 에너지 밀도를 두 배 증가시킬 수 있는 전고체 배터리를 개발해 낸 것으로 나타났다. 중국 칭화(淸華)대학 화학공학과의 연구팀은 '음이온이 풍부한 용매화 구조 설계'를 개발해 냈으며, 이를 기반으로 불소 함유 폴리에테르 전해질을 성공적으로 만들어냈다고 중국 관찰자망이 30일 전했다. 해당 연구 성과는 논문 형식으로 국제 학술지인 네이처에 등재되었다. 연구진이 만들어낸 폴리에테르 전해질은 고체이며, 연구팀은 해당 전해질을 사용하여 전고체 배터리를 제작했다. 제작된 전고체 배터리는 604Wh/kg의 에너지 밀도를 기록했다. 이는 현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도가 150~320Wh/kg인 점을 감안하면 에너지 밀도가 두 배 이상 높아진 것이다. 동일한 무게의 배터리이지만 해당 전해질을 사용한 전고체 배터리는 두 배 이상의 전력을 충전할 수 있는 셈이다. 이론적으로 전기차의 1회 충전 주행 거리가 두 배 증가할 수 있게 된다. 현재 500km가량을 주행할 수 있는 전기차가 1000km를 주행할 수 있게 된다. 해당 전고체 배터리는 안전성 테스트도 통과하였다. 못을 박아도 화재와 폭발이 일어나지 않았다. 또한 120도의 높은 온도의 박스 안에 6시간 동안 방치되었지만, 연소나 폭발이 일어나지 않았다. 또한 500회 이상 충방전을 거치면서도 에너지 저장 용량은 안정적으로 유지되었다. 연구진이 만들어낸 전고체 배터리가 상용화된다면 많은 분야에서 활용이 가능해진다. 전기차의 주행 거리는 두 배 증가하며, 드론의 비행 거리도 두 배 증가하게 된다. ESS(에너지저장장치) 역시 부피당 저장 용량을 크게 끌어올리게 되며 ESS 소형화가 가능해진다. 칭화대 연구진이 개발한 전고체 전해질의 도식도 [사진=네이처 캡처] ys1744@newspim.com 2025-09-30 10:35