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[로봇이 농사한다] 잎의 각도는 식물이 광합성을 얼마나 효율적으로 수행하는지에 영향을 미치기 때문에 식물의 줄기에 대한 잎의 각도는 중요하다. 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이다. 인간 대신에 옥수수 잎을 측정하기 위해 로봇은 밭을 굴러다닌다. 바퀴 달린 로봇은 현장에서 옥수수 식물의 잎 각도를 정확하게 측정할 수 있다.

https://www.futurity.org/wheeled-robots-corn-leaves-2884802-2/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=wheeled-robots-corn-leaves-2884802-2

JM Kim | 기사입력 2023/03/09 [00:00]

[로봇이 농사한다] 잎의 각도는 식물이 광합성을 얼마나 효율적으로 수행하는지에 영향을 미치기 때문에 식물의 줄기에 대한 잎의 각도는 중요하다. 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이다. 인간 대신에 옥수수 잎을 측정하기 위해 로봇은 밭을 굴러다닌다. 바퀴 달린 로봇은 현장에서 옥수수 식물의 잎 각도를 정확하게 측정할 수 있다.

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JM Kim | 입력 : 2023/03/09 [00:00]

"식물의 줄기에 대한 잎의 각도는 중요하다. 잎의 각도는 식물이 광합성을 얼마나 효율적으로 수행하는지에 영향을 미치기 때문이다.”라고 이 작업에 관한 논문의 제1저자이자 노스캐롤라이나 주립대학의 생물 농업 공학 조교수인 Lirong Xiang은 말한다.

 

“예를 들어 옥수수의 경우 윗부분의 잎은 상대적으로 수직이지만 줄기 아래쪽의 잎은 더 수평이다. 이를 통해 식물은 더 많은 햇빛을 수확할 수 있다. 식물 육종에 초점을 맞추는 연구자들은 이러한 종류의 식물 구조를 모니터링한다.

 

"그러나 잎의 각도를 측정하는 기존의 방법은 각도기를 사용하여 손으로 잎을 측정하는 것과 관련이 있다. 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적이다."라고 Xiang은 말한다. "우리는 이 프로세스를 자동화할 방법을 찾고 싶었고 실제로 그렇게 했다."

 

AngleNet이라는 새로운 기술에는 하드웨어와 소프트웨어라는 두 가지 주요 구성 요소가 있다.

 

이 경우 하드웨어는 바퀴에 장착되는 로봇 장치이다. 이 장치는 수동으로 조정되며 농부들이 사용하는 표준 너비인 30인치 간격으로 떨어진 작물 줄 사이를 탐색할 수 있을 만큼 충분히 좁다. 장치 자체는 4계층의 카메라로 구성되어 있으며 각 계층은 주변 식물의 다양한 수준의 잎사귀를 캡처하기 위해 서로 다른 높이로 설정되어 있다. 각 계층에는 두 대의 카메라가 포함되어 있어 나뭇잎의 입체 보기를 캡처하고 식물의 3D 모델링을 가능하게 한다.

 

이 장치는 일렬로 늘어선 식물 아래로 조종될 때 통과하는 모든 식물의 여러 높이에서 여러 입체 이미지를 캡처하도록 프로그래밍된다.

 

이 모든 시각적 데이터는 소프트웨어 프로그램으로 이동하여 서로 다른 높이에서 각 식물의 잎에 대한 잎 각도를 계산한다.

 

"식물 육종가에게는 잎의 각도뿐만 아니라 잎이 땅에서 얼마나 떨어져 있는지를 아는 것이 중요하다."라고 Xiang은 말한다. “이것은 식물의 각 줄에 대한 잎 각도 분포를 평가하는 데 필요한 정보를 제공한다. 이것은 차례로 바람직한 특성 또는 바람직하지 않은 특성을 가진 유전 계통을 식별하는 데 도움이 될 수 있다.”

 

AngleNet의 정확성을 테스트하기 위해 연구자들은 옥수수 밭에서 로봇이 수행한 잎 각도 측정과 기존 기술을 사용하여 손으로 만든 잎 각도 측정을 비교했다.

 

"우리는 AngleNet으로 측정한 각도가 손으로 측정한 각도의 5도 이내임을 발견했다. 이는 식물 육종 목적으로 허용되는 오차 범위 내에 있다."라고 Xiang은 말한다.

 

“우리는 이미 이 기술을 활용하기 위해 일부 작물 과학자들과 협력하고 있으며 더 많은 연구자들이 자신들의 작업에 정보를 제공하기 위해 이 기술을 채택하는 데 관심을 가질 것이라고 낙관한다. 궁극적으로 우리의 목표는 작물 수확량을 개선할 식물 육종 연구를 촉진하는 것이다.”

 

이 논문은 필드 로보틱스 저널에 실렸다. 공동 저자는 아이오와주립대학교와 오번대학교 출신이다. 이 작업은 국립 과학 재단과 아이오와 주립 식물 과학 연구소의 지원을 받았다.

출처: NC

 

 
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