수경재배에 적합…공급량 등 자동 조절
작물 재배 환경 실시간 학습·예측 후 실행
농촌진흥청 국립농업과학원은 수경재배 토마토 스마트팜의 재배 환경을 실시간으로 인식해 양액 공급량을 자동 조절하고, 인공지능 기술로 최적의 재배 환경 의사결정을 지원하는 지능형 양액 공급기를 개발했다.
지능형 양액 공급기는 다양한 작물에 공통으로 사용, 특정 작물과 환경 맞춤형 양액 공급이 어렵던 기존 양액 공급기의 한계를 개선해 개발했다.
또, 세밀한 양액 제어가 어렵고 온실 운영에 필요한 다른 제어기와 연동이 힘들었던 단점을 보완했다.
지능형 양액 공급기는 정밀 양액 측정 감지기, 인공지능 기반 지능형 양액 공급 최적화 알고리즘, 국가통신표준 기술을 적용해 양액 공급량을 정밀하게 제어하고 다른 환경 제어 장치와 연동된다. 정밀 양액 측정 감지기는 전기전도도 측정 오차 0.07 dS/m에 유지보수 주기를 3개월로 설정해 장기간에도 안정적으로 운영할 수 있도록 했다.
양액 공급 최적화 알고리즘은 토마토 지상부와 지하부 환경 데이터를 실시간으로 학습하고 인공지능 LSTM 모형으로 토마토 증발산량 모형과 배액량에 따른 최적 양액 공급량, 시기를 예측해 사용자가 의사결정을 할 수 있도록 지원한다. LSTM 모형은 데이터의 시간적 패턴과 장기 의존성을 학습해 미래를 예측하는 인공지능이다.
아울러 표준화된 통신 규약을 활용해 신뢰성 높은 데이터 송수신과 제어가 가능해 현장 적용에 적합하다. 기존 양액 공급기가 작물 생육 상태를 사람이 판단해 양액 공급을 조절하는 방식이었다면, 지능형 양액 공급기는 인공지능이 작물 재배 환경을 실시간으로 학습하고 예측한 뒤 양액을 공급하는 방식이다.
국립농업과학원 스마트팜개발과 이시영 과장은 “재배작물의 환경에 맞는 양액 공급 알고리즘을 고도화한 후 현장 실용화를 추진할 것” 이라며 “인공지능 관련 기술 개발과 디지털 농업기술 도입에 적극 나서겠다” 고 말했다.