농업용로봇이 농촌의 노동력 부족 해결과 지속가능한 농업을 위한 대안으로 떠오르고 있다.
지난달 26일 농촌진흥청(청장 이양호)은 ‘벼농사용 제초로봇’의 연구결과를 소개하는 연시회를 열고 제초로봇의 잡초 제거 기술과 성능을 공개했다.   

이번에 개발한 제초로봇은 위성항법장치(GPS)와 레이저 센서를 이용해 논의 모를 감지한 후 모를 밟지 않고 스스로 주행하면서, 로봇의 뒷부분에 장착된 제초장치가 논바닥을 긁어줌으로써 잡초를 제거하거나 생육을 억제하게 된다.

무논에서 원활한 주행을 위해 고무궤도형 바퀴를 채택했고 전기모터와 가솔린엔진을 결합한 하이브리드 동력을 탑재해 5∼6시간 연속 작업이 가능하도록 함으로써 제초로봇의 실용성을 높였다.

특히 제초로봇은 무논에서 ±3㎝의 오차 범위로 모열 사이를 주행하므로 벼에 피해를 주지 않고, 10a 작업하는데 1시간이 소요돼 인력제초에 비해 16배 능률적이다. 제초작업은 모내기 후 3∼4주 뒤부터 2∼3주 간격으로 5회 정도 하면 초기에 잡초를 효과적으로 제거할 수 있으며 잡초 제거율은 80% 정도라고 밝혔다.

농진청은 이번에 개발한 ‘벼농사용 제초로봇’에 대해 이미 특허출원을 완료했으며, 올해 현장 적응시험을 마치는 대로 산업체에 기술이전할 계획이다.

이양호 농진청장은 “65세 이상 고령농의 비중이 37%에 달하고 친환경농산물의 생산이 늘고 있는 현실에서 제초로봇의 개발과 실용화가 꼭 필요하다”고 말하고 “이번에 개발된 로봇 기반기술이 밭농사용이나 다른 농업로봇에 다양하게 쓰이게 될 것”이라고 강조했다.

또한 농진청은 지난달 11일 방위사업청과 로봇분야 공동발전을 위해 양해각서를 체결한 바 있다. 연시회에 참석한 주상현 국방과학연구소 책임연구원은 라이다와 카메라, GPS 등 센서 데이터를 융합, 원격실재감 영상을 생성해 제초로봇의 원격 정밀 제초작업에 활용할 수 있는 ‘원격실재감 기술’을 소개했다. 

 
이번 로봇 연구의 주역인 김상철 국립농업과학원 생산자동화기계과 연구관은 “제초로봇 개발에서 얻은 노하우와 방위사업청이 보유한 로봇제어 기술을 접목해 나갈 계획”이라고 말했다.

박태선 국립식량과학원 작물환경과 연구관은 “친환경 잡초 관리방법으로 가장 많이 이용되는 왕우렁이 방제의 경우 이앙후 투입시기가 늦을수록 효과가 떨어지고 여뀌, 물질경이, 매자기, 자귀풀 등은 아예 방제가 안되며 벼 가해와 생태계 교란 문제까지 발생할 수 있다”고 지적하고 친환경농업에 제초로봇이 큰 도움이 될 것을 기대했다.    

이성복 sblee@newsam.co.kr, 이은원 hiwon@newsam.co.kr

“기술이전 원하는 기업 있다”
자율주행기술 갖춘 제초로봇 개발

농촌진흥청이 개발에 성공한 ‘벼농사용 제초로봇’은 힘든 제초작업을 대신하고 친환경농업 확산에도 기여할 것으로 기대되고 있다. 제초로봇 연구의 주역인 김상철 국립농업과학원 생산자동화기계과 연구관을 만났다.

벼농사용 제초로봇에 사용된 핵심기술을 소개한다면
제초로봇은 무논에서 모에 손상을 주지 않고 스스로 주행하면서 잡초를 제거하는 로봇이다. 불규칙하고 연약한 논에서 미끄러짐 없이 주행하기 위해 고무 재질의 무한궤도형 바퀴를 개발했다. 이와 함께 가솔린엔진과 배터리, 발전기를 조합해 경량화 된 하이브리드 동력원을 이용할 수 있다. 또 GPS와 레이저 센서, 로봇의 자세를 보정하기 위한 관성항법센서 등 작물인식과 자율 농작업 기술을 이용했다. 

제초로봇의 작업방법을 설명하면
컴퓨터가 GPS 좌표를 기초로 제초작업 최적 경로를 생성하고 레이저 센서가 작물열을 식별해 경로를 따라 주행한다. 제초로봇이 모 열 사이를 주행하며 토양 표면을 긁어 잡초를 절단하고 토양 교란으로 잡초발아를 억제하는 원리다. 적지 않은 시간과 비용이 투자되었을 것으로 안다.

실용화는 언제 가능한가?  
2012년부터 개발을 시작했고 3~4명의 연구 인력이 투여됐다. 개발 비용은 연간 2억원, 총 6억원 정도가 들어갔다. 올해 실제 제초작업을 통한 실증시험을 하고 기기를 보완할 계획이다. 현재 제초로봇에 관심을 가진 업체가 있으며 반자율주행 로봇은 올해 안에 기술이전이 가능할 것으로 보인다. 한편 완전자율주행을 위한 GPS, 레이저 센서 기술은 좀 더 연구가 필요하다. 

제초로봇의 가격은 얼마나 되며 경제성을 확보할 수 있을까?
2500만원 정도인데 양산 체제에서는 크게 낮출 수 있다. 손익분기 규모는 연간 약 2ha로 추산되며 규모화된 농가나 작목반에서 활용하면 경제적일 것이다. 연간 5ha에서 3회 작업시 1ha당 제초비용이 225만원으로 인력이용 제초비용 560만원에 비해 60%이상의 비용을 절감할 수 있다.