[과학기술] 꽃가루 옮기는 섬세한 로봇팔...中 푸단대학, 체화지능 '스마트 농업 로봇' 개발

(중국 상하이=신화통신) 중국 푸단(復旦)대학 연구팀이 스마트 농업 로봇을 개발해 재배 효율을 크게 높였다.

가느다란 생체 모방 로봇팔이 토마토 작물 사이를 누비며 3D 시각으로 주변 환경을 스캔한다. 그러다 꽃 앞에서 움직임을 멈추고 손가락 끝의 센서로 꽃가루 점도를 측정한다. 알고리즘은 밀리초 단위로 데이터를 처리한다.

적합한 조건이 확인되면 로봇은 고주파 진동으로 꽃가루를 미립화해 주변 꽃송이에 정확하게 흡착시킨다. 높은 정확도로 인공수분을 마친 로봇은 인간 수준의 인식력으로 장애물을 피하며 다음 식물을 향해 이동한다.

해당 로봇은 ▷3D 시각 감지 ▷자체 내비게이션 ▷클라우드 기반의 의사결정 ▷인공지능(AI) 딥러닝 등 여러 첨단기술을 통합하는 체화지능의 대표 사례로 꼽힌다.

다기능 로봇은 수분·가지치기·솎기·수확 등 토마토 재배 전 과정을 처리한다. 기존의 단일 기능 장비와 달리 이 '생각하는' 로봇은 인간의 지각, 의사결정 및 작업 수행을 시뮬레이션할 수 있다.

지난 2021년부터 연구를 시작한 연구팀은 기술적 어려움을 극복하는 데 힘썼다. 가려진 과일을 수확하거나 무성한 잎 사이를 헤치는 등의 작업은 인간에게는 간단하지만 기계에는 매우 어려운 과제다.

푸단(復旦)대학 로봇·자율무인시스템 실험실 상후이량(商慧亮) 연구팀은 광학·알고리즘 전문가들과 협력해 과일이 잎에 가려져 보이지 않는 문제를 해결했다. 더불어 재료 과학자와 기계 엔지니어는 유연한 생체 모방 로봇팔을 개발했다.

연구팀은 ▷기계공학 ▷전자공학 ▷자동 제어 ▷소프트웨어 개발 ▷AI 분야를 아우르는 다학제 소규모 연구팀을 발족했다. 이후 4년간의 개발 끝에 산업용 로봇팔을 4세대 자율 스마트 로봇으로 진화시켰다.

연구팀의 리루이자오(李睿蛟) 연구원은 "현재 모델은 눈·뇌·손·발을 갖춘 체화지능을 구현한다"면서 "열악한 조건 속에서도 수분 성공률은 90% 이상에 달한다"고 설명했다.

광밍충밍(光明崇明)농장에서 현장 테스트를 진행 중인 이 모델은 뛰어난 효율성을 보여주고 있다. 로봇 한 대는 6명의 노동력을 대체할 수 있다. 성능과 합리적 가격 덕분에 업계에서 크게 주목받고 있다는 평가다.

수요 기반의 혁신 모델을 채택하고 있는 연구팀은 상하이·칭하이(青海)·광둥(廣東)∙하이난(海南) 등 20개 농장에서 광범위한 현장 조사를 실시하고 있다.