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5G 특화망, 고정형 4K카메라, 주행형 4K카메라, 스마트 글라스 기반 토마토 재배 원격 지도 [일본 도쿄도 농림수산진흥재단 사례]
Fixed 4K cameras, mobile 4K cameras, and smart glass-based remote cultivation training
October 03, 2023 | By 손장우 (son@netmanias.com)
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    손장우 (Harrison Jangwoo Son)

    넷매니아즈 | (주)엔앰씨컨설팅그룹 대표이사

    son@netmanias.com

 

 

본 블로그에서는 5G 특화망의 농업 분야 활용 사례로,

5G 특화망과 농장(비닐 하우스)내 고정형 4K 카메라, 주행형 4K 카메라, 작업자 착용 스마트 글라스를 이용한,

일본 도쿄도 농림수산진흥재단의 토마토 재배 원격 지도/교육 사례에 관해 살펴본다.

 

... 

 

도쿄도 농림수산진흥재단, NTT 동일본, NTT AgriTechnology는 도쿄도내 취농자 수를 확대하기 위해 다수의 취농자들에게 효율적으로 작물 재배 기술을 지도해주는 원격 지도 모델을 정의하고, 도쿄도 농림종합연구센터와 이와 20Km 떨어진 토마토 비닐하우스에 구축했다(2021 -2022년)[1],[2],[3]

 

연구센터의 지도원(토마토 재배 전문가)은 5G 특화망과 하우스내 고정형 4K 카메라, 주행형 카메라, 스마트 글라스를 통해 하우스내 작물의 생육 상황을 실시간으로 관찰하며, 하우스내 신규/초보 취농자에게 신속하고 정확한 원격 재배 지도•교육을 제공한다.

 

 

그림 1. 고정형 4K카메라, 주행형 4K카메라, 스마트 글라스 기반 토마토 재배 원격 지도•교육 구조

[도쿄도 농림수산진흥재단]

 

지도원의 실시간 하우스 작물 상태 파악

하우스내 5대의 고정형 4K 카메라의 영상이 연구센터로 전달되고 지도원은 카메라를 원격으로 조작하여 - 팬(좌우 회전)/틸트(상하 기울기 조절)/줌(확대, 축소) – 작물 상태를 확인한다.

 

또한 지도원은 카메라가 탑재된 로봇 차량을 원격 조정하여 하우스내를 이동시키면서, 탑재된 카메라의 높이(카메라가 상하 이동), 카메라 팬/틸트/줌을 조정하여, 고정형 카메라의 사각 지대도 살펴본다.

 

이를 통해 지도원은 하우스내 전반적인 작물 생육 현황(토마토, 꽃, 잎, 줄기, 생장점 등 관찰이 필요한 부분)을 원격으로 실시간 파악할 수 있다. 

 

지도원의 취농자 실시간 원격지도

취농자가 착용한 스마트 글라스의 영상은 지도원 PC로 전달되어, 지도원은 취농자가 바라보는 시야의 영상을 보면서 음성으로 작물의 질병 상태, 손질 방법, 수확의 타이밍, 토마토의 상처가 벌레에 의한 것인지 질병인 지 등에 대해 실시간으로 조언해주고, 마카펜으로 특정부위를 표시해가며 설명해준다. 지도를 받은 취농자에 따르면, “지도원이 바로 옆에서 지도해주는 것처럼 느꼈다”고 한다.

 

원격지도방식

취농자가 작물에 이상을 알아차리고 지도원에게 원격 지도를 요청할 수도 있고, 지도원이 매일 5~10분 정도 4K 카메라 하우스 영상을 확인하여 작물 이상이 의심되면 하우스내 취농자에게 연락해 스마트 글라스를 통해 의심되는 부분을 자세히 살펴보고(예, 고정 카메라나 주행형 카메라로는 잎사귀 뒷면이 잘 안보이므로, 취농자에게 잎사귀를 뒤집어 보여달라고 요청) 진단할 수 도 있다.

 

 

그림 2. 원격 관찰에 의한 이상 조기발견대처의 실례 (출처: NTT동일본)

 

5G 특화망의 역할

영상을 통한 원격 지원이 효과적이기 위해서는 작물의 높은 색감, 질감을 제공하는 고화질 영상이 고속으로 전송되는 것이 필수적이며 이를 위해 대용량저지연 통신을 제공하는 5G 특화망의 역할이 크다(본 사례에서도, 4K 고정 카메라 5대, 주행형 4K 카메라 1대, 스마트 글라스 1식의 업링크 비디오 용량).

 

성과

2021년 8월부터 2022년 7월까지 1년간, 신규 취농자(토마토 재배 미경험자)를 원격지도 방식으로 350주의 토마토를 재배하게 해, 총 수량은 31톤/10a(가판매 과율 82.6%)를 달성했고 이는 전국평균(15톤/10a)에 두 배에 이르렀다.

 

또한 당도도 일반 토마토가 3-5 브릭스인데, 최고 당도 6, 평균 당도 5 브릭스를 달성했다. 일반적으로 수확량과 당도는 트레이드 오프 관계인데, 충분한 당도를 유지하면서 고수량 소출을 실현하였다. 

 

이와 같이, 농업 분야에서 전문가의 노하우가 얼마나 중요한 지를 알 수 있고, 전문가의 노하우를 취농자에게 효과적으로 지도할 수 있는 원격 지도 시스템이 전문가 지식 전달에 얼마나 효과적인 지를 확인할 수 있다. 

 

원격지도 모델의 장점

지도원이 매 하우스들을 방문해 현지 출장 지도하는 종래의 방식에 비해, 방문 횟수와 시간이 현격하게 줄어 출장 지도는 실증기간 1년 동안 수회 정도에 그쳤다. 이로 인해 한명의 지도원이 더 많은 수의 취농자를 지원•지도할 수 있게 되어 전체 하우스들의 생산성을 높일 수 있게 되었다.

 

또한, 지도원이 한 하우스당 매일 5-10분 정도 원격으로 작물 상황을 확인함으로써 생육에 따른 변화나 이상을 조기에 파악할 수 있어 질병을 예방하고 비료 등 처방을 상시적으로 할 수 있다.

 

이러한 원격 농업 지원 체계는 미경험자라도 기존 전문가에게 상시적인 고품질의 지도를 받을 수 있어 안심하고 신규 취농할 수 있어 취농자 확대에 기술적으로 큰 기여를 한다.

 


[2] 도쿄도 기술회의 블로그, 로컬 5G를 활용한 새로운 농업 기술 개발, 2021.08.02

[3] NTT 동일본 동영상 채널, 로컬 5G를 활용한 최첨단 농업하우스, 2023.02.27

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