전남대 이경환 교수팀, 과수원 과일 수, 크기 식별 기술 개발

전남대학교 이경환 교수팀이 드론과 AI를 활용해 과수원의 과일의 특성을 식별하는 기술을 개발했다. 전남대 이경환 교수(융합바이오시스템기계공학과)팀은 드론을 통해 실제 과수원을 3차원 영상으로 구현하고, 각 과실수에서 과일의 개수, 크기, 위치를 정확하게 식별하는 기술 개발에 성공했다. 이로써 과수원 환경을 3차원 디지털화해 컴퓨터 공간에서 정밀하게 관리할 수 있는 과수원 디지털 트윈 기술의 개발 가능성이 커질 것으로 주목받고 있다.연구팀은 다중 카메라가 탑재된 드론으로 과수원 전체를 촬영한 다음 각 영상의 특징점을 연결해 과수원을 3차원 영상으로 구현한 뒤, 이를 통해 다양한 각도에서 과수원의 특성을 면밀하게 관찰할 수 있게 했다. 

또 과수원을 촬영할 때 GPS 기준 표시점을 포함해 3차원 영상의 모든 지점을 GPS 좌표화 할 수 있도록 했다. 과수원 3차원 영상에 딥러닝 인스턴스 세그멘테이션 방법을 사용해 과일을 인식하고 크기를 측정한 다음, 그 과일의 위치를 GPS 좌표화 하도록 했다. 이렇게 획득한 정보를 통해 각 과수의 높이별로 과일의 개수, 크기를 식별할 수 있을 뿐 아니라 심지어 위치까지 지도화할 수 있다.

앞서 이 기술은 지난해 미국 농업용 로봇 심포지움 및 전시회(2022 FIRA USA)에서 발표돼 큰 관심을 받으며, 이스라엘의 첨단 로봇기업 및 대규모 농업회사로부터 국제협력 제안을 받기도 했다. 현재는 한국-이스라엘산업연구개발재단에 국제공동연구 제안서를 제출해 과제선정 결과를 기다리는 중이며, 미국 실리콘밸리 기업들과도 이 기술의 상용화와 해외 수출을 위해 협력을 추진하고 있다. 이 연구는 농림식품기술기획평가원의 첨단농기계산업화기술개발사업과 BK21 4단계 IT-Bio융합시스템농업교육연구단 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 융복합 농업 분야 최고 권위의 국제학술지인 ‘Computers and Electronics in Agriculture’(IF=8.3, 0.9%) 올 9월호 온라인판에 미리 발표됐다. 

이경환 교수는 “실제 과수원을 3차원 디지털화해 컴퓨터상에서 다양한 관점으로 관찰할 수 있고, 인공지능을 이용하여 과일의 개수, 크기, 위치까지 측정할 수 있는 기술은 글로벌 경쟁력이 있을 것”이라며 “추가적인 기술 개발을 통해 과수원 디지털 트윈 구현과 관련 기술을 수출 사업화할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.