이젠 농사도 인공지능으로! 작물생육 측정시스템 개발

 

농촌진흥청에서 농협 현장에서 축적한 경험과 기술력, 데이터 등을 새로운 비즈니스 혁신에 활용할 수 있는 인공지능 기반 농업 R&D 통합 플랫폼 구축이 필요하다 여겨 스마트팜 주요 작물중 토마토 딸기, 파프리카의 생육지표에 대한 측정을 영상데이터를 기번으로 측정할수 있는 시스템을 개발했습니다. 

 

4차 산업혁명 핵심기술인 딥러닝 기술을 적용한 작물의 생육 데이터를 분석할 수 있는 전문가용  인공지능 작물생육 측정시스템으로 수집한 데이터는 총 102,372건을 딥러닝 알고리즘(R-CNN)을 적용한 시스템입니다.  작물생육 분석 플랫폼을 사용자들이 쉽게 사용할수 있도록 앱 및 사용자 매뉴얼 개발과 보급하였습니다.

 

 

 

스마트폰으로 파프리카 데이터를 얻는 모습

 

 

이 시스템은 스마트폰을 이용해 작물의 영상을 찍으면 생장 길이, 줄기, 두께, 잎의 면적 등 작물별 대표 생육지표를 자동으로 인식하는 것으로 직접 도구를 이용해 측정하지 않아도 사진만으로 간편하게 생육 정보를 얻을 수 있는 것이 장점입니다.

 

우리 인간의 학습 방식을 모방한 인공지능 기술 딥러닝을 적용한 것으로 딥러닝을 통해 학습한 결과와 실제 측정값을 비교하며 오차를 줄이는 방식을 통해 정확도를 높였고 학습에 이용한 영상은 10만 2천여 장에 달합니다. 

 

 

작물생육 측정시스템에 적용한 품목은 토마토, 딸기, 파프리카에 적용한 결과 작물별 생육 정보 정확도가 96.9~97.9%로 높게 나왔습니다. 

 

 

 

딸기 생육측정 실측값 및 딥러닝 알고리즘 비교 / 출처> 농촌진흥청

 

 

 

토마토는 생장길이, 줄기 두께 등 12개의 생육 지표를 대상으로 실증 시험을 한 결과 97.9%의 정확도를 얻었고, 딸기는 잎의 면적과 폭 등 14개 생육 지표를 대상으로 실증시험을 한 결과 97.5%의 정확도를 확인했습니다.

 

파프리카는 길이, 폭 등 13개 생육지표를 대상으로 측정한 결과 96.9%의 정확도를 보였습니다.

 

 

이 측정시스템은 생육정보를 필요로 하는 전문가를 대상으로 개발한 것이나 향후 농업인이 영농현장에서 활용할 수 있도록 범용 측정시스템 고도화와 대상 작목을 확대할 계획이며 작물 생육 빅데이터 수집에 활용할 수 있도록 꾸준히 연구도 진행할 계획이라고 합니다.