2020.05.13

농장에 등장한 IoT…드론과 센서로 작황 개선

Jon Gold | Network World
기계 장치와 네트워킹 기술이 결합하면서 제트 엔진에서부터 양조장에 이르기까지 모든 것의 운영에 예전에 없던 새로운 수준의 가시성이 제공됨에 따라, 급성장하는 IoT의 영향을 받지 않는 산업군을 찾기가 더 어려운 상황이다.

농업처럼 전통적인 산업조차도 인터넷에 연결된 센서 및 농기계를 활용하기 위해 변화하고 있다. IoT 기술로 인해 작업 방식이 어떻게 바뀌고 있는지 현직 농업 전문가 3명과 이야기를 나눠봤다. 
 
ⓒ Getty Images Bank
 

작물 개체수 파악에 드론 활용

미국 버지니아 공과대학 대학원에서 작물 및 토양 과학을 전공 중인 칼렙 힝클에게 농업 IoT란 간소화와 새로운 기능을 의미한다. 힝클의 학업은 비교 작물 연구를 중심으로 하는데, 작물 비교를 위해 주로 사용하는 IoT 도구 중 하나는 드론 촬영술이다. 사진을 분석하면 많은 소규모 농지의 표면적과 식물 개체수를 파악할 수 있으며, 이를 통해 어떤 농경법이 최상의 성과를 올릴지 비교할 수 있다.

프리시전호크(PrecisionHawk)의 스마트 농업 소프트웨어가 중심이 된 시스템 중 일부인 카메라 드론은 GPS 위성에 연결하여 정밀한 위치 데이터를 확보한 후 와이파이를 통해 정보를 다시 프리시전호크 앱으로 전송한다. 힝클은 테스트 농장에 특정 농지를 지정한 후 드론의 비행 계획을 프로그래밍하기만 하면 되며, 예전보다 훨씬 빠르게 해당 구역의 정확한 지도를 받아볼 수 있다.

힝클은 “그러니까 예전에는 10분 내에 이미지 500개를 찍곤 했다. 전부 지리학적 공간을 차지하고 있는 그 500개의 이미지를 아무런 오류나 문제없이 이어 붙여야 한다. 처리 시간이 1시간 이상 걸리곤 했는데, 새 시스템에서는 20분으로 줄었다”고 설명했다.

프리시전호크 시스템으로는 데이터를 세분하여 분석하는 작업 역시 더 쉽다. 또한, 인간의 눈보다 더 많은 파장(특히 근적외선)을 볼 수 있는 정교한 카메라 덕분에 얻을 수 있는 인사이트도 늘어난다. 힝클은 “인덱스를 이용해 농지를 분류할 수 있다. 어떤 시험법은 점점 나아지고, 어떤 시험법은 점점 나빠진다”고 덧붙였다.

데이터 분석은 확실히 복잡하지만, 결과로는 비교적 간단하게 테스트 작물의 건강을 심도 있게 파악할 수 있다. 성공적인 드론 비행은 식물의 개체수도 셀 수 있을 뿐 아니라 크기별로 자동 분류가 가능하다. 심지어는 건강한 색깔인지 여부를 바탕으로 예비 생명력 평가까지 할 수 있다.
 

제한 급수

매우 건조한 미국 네브라스카주 남서부 지역에서 농사를 짓고 있는 로릭 폴먼의 경우에는 농업 IoT가 매우 중요한 급수 문제 해결에 도움이 된다. 폴먼의 농장은 약 35평방km 규모의 맞춤식 농장으로, 옥수수, 감자, 사탕무 등의 작물을 재배한다. 폴먼의 농지 중 5분의 4는 오글랄라(Oglala) 대수층에서 끌어온 지하수로 관개가 이루어지고 있다. 미국에서 관개 시설이 가장 좋은 네브라스카주는 건조한 기후 때문에 지하수 사용에 세금을 부과한다. 따라서 이 농장의 비용 중에 세금이 상당 부분을 차지한다. 폴먼은 “절약과 관리는 기술과 함께 간다”고 말했다.

폴먼의 표현에 따르면 한 ‘무리’의 내장 센서가 토양의 구체적인 특성을 측정하여 온도, 습도 등 많은 요소의 실시간 변화를 보여준다. 파종기 등 다른 농기계에 부착된 비슷한 장치는 한층 더 세밀한 데이터를 제공한다.

이러한 데이터 덕분에 제한된 지하수를 어디에 공급하는 것이 최선인가 하는 문제에 대해 훨씬 많은 정보에 근거한 의사 결정을 내릴 수 있으며, 그 결과 지하수 사용으로 발생하는 비용이 최소화된다. 이제 중요한 것은 더 이상 단순히 물 한 방울당 산출량을 극대화하는 것이 아니다. 폴먼은 “그 물을 활용하는 것이 중요하다. 어쩌면 더 적은 작물을 이용해 더 나은 ROI를 얻는 것일 수도 있다”고 설명했다.

폴먼은 일상 업무에 다양한 농업 IoT 시스템을 사용한다. 농장 운영은 비교적 적은 인원으로 이루어진다는 사실(즉, 한 명이 해야 할 일이 많다) 때문에 어떤 앱이나 제품을 통합해야 할지 선택할 때 사용의 편이성은 매우 중요한 고려사항이다.

폴먼은 “이 정도로 큰 규모의 사업체에서 의사결정 중 95%를 나와 내 아들이 내린다. 컴퓨터를 참고하거나 채팅을 할 시간이 없다. 기술은 스마트폰에서 직접 사용할 수 있지 않는 것이 아니면 쳐다보지도 않는다”고 덧붙였다.
 

알맞은 물과 비료의 양

리처드 플랫먼은 호주 남동부 지역에 별도의 포도원 4곳을 운영하는 와인 제조업체 타빌크 와이너리(Tahbilk Winery)의 그룹 포도 재배자이다. 짐작하다시피 토양 질 관찰이 주된 관심사이다. 따라서 농업 IT 시스템을 이용할 수 있다면, 이를 위해 구현하고 싶어한다.

플랫먼은 “내 작업장은 포도주 양조장 본부 현장에서 멀리 떨어진 포도원 중 한 곳이기 때문에 포도원 관련 의사결정은 화면에서 볼 수 있는 내용을 바탕으로 많이 내린다. 포도원의 각 부분은 서로 다르게 취급된다. 예를 들면, 받는 물의 양, 물에 추가되는 비료의 양, 직접 관리가 필요한 정도 등에서 서로 다르다”라고 설명했다.

역시 호주 회사인 더 일드(The Yield)에서 구입하여 부분적으로 관리 중인 타빌크의 시스템은 온도, 풍속, 태양 복사 등 지상 정보를 알려주는 4곳의 기상 관측소 뿐만 아니라 포도원 아래 4개의 서로 다른 지층에서의 수분 데이터를 알려주는 13개의 센서를 중심으로 동작한다. 데이터는 15분마다 6-LoWPAN을 통해 로컬 게이트웨이로 전송되고, 수집된 데이터는 다시 더 일드의 클라우드로 전달된다.

로릭 폴먼의 네브라스카 농장과 마찬가지로 시스템 설치의 큰 장점은 그 후에 특히나 덥고 건조한 시기가 계속되었음에도 불구하고 포도원의 관개 비용이 절약된 것이다. 플랫먼에 따르면, 작년 9월부터 12월까지 강우량은 평균의 20% 수준에 그쳤는데도, 포도원의 관개수 사용을 줄일 수 있었다고 한다. 재배 기간 전체로 환산하면 8만 1,000달러 이상이 절약되는 셈이다. 폴먼은 “이는 단순히 금전적인 측면 이외에도 매우 큰 의미를 갖는다”라며, “타빌크(Tahbilk)는 매우 환경 친화적인 회사이며 환경을 위해서라면 늘 기꺼이 돈을 투자한다”고 강조했다. editor@itworld.co.kr


2020.05.13

농장에 등장한 IoT…드론과 센서로 작황 개선

Jon Gold | Network World
기계 장치와 네트워킹 기술이 결합하면서 제트 엔진에서부터 양조장에 이르기까지 모든 것의 운영에 예전에 없던 새로운 수준의 가시성이 제공됨에 따라, 급성장하는 IoT의 영향을 받지 않는 산업군을 찾기가 더 어려운 상황이다.

농업처럼 전통적인 산업조차도 인터넷에 연결된 센서 및 농기계를 활용하기 위해 변화하고 있다. IoT 기술로 인해 작업 방식이 어떻게 바뀌고 있는지 현직 농업 전문가 3명과 이야기를 나눠봤다. 
 
ⓒ Getty Images Bank
 

작물 개체수 파악에 드론 활용

미국 버지니아 공과대학 대학원에서 작물 및 토양 과학을 전공 중인 칼렙 힝클에게 농업 IoT란 간소화와 새로운 기능을 의미한다. 힝클의 학업은 비교 작물 연구를 중심으로 하는데, 작물 비교를 위해 주로 사용하는 IoT 도구 중 하나는 드론 촬영술이다. 사진을 분석하면 많은 소규모 농지의 표면적과 식물 개체수를 파악할 수 있으며, 이를 통해 어떤 농경법이 최상의 성과를 올릴지 비교할 수 있다.

프리시전호크(PrecisionHawk)의 스마트 농업 소프트웨어가 중심이 된 시스템 중 일부인 카메라 드론은 GPS 위성에 연결하여 정밀한 위치 데이터를 확보한 후 와이파이를 통해 정보를 다시 프리시전호크 앱으로 전송한다. 힝클은 테스트 농장에 특정 농지를 지정한 후 드론의 비행 계획을 프로그래밍하기만 하면 되며, 예전보다 훨씬 빠르게 해당 구역의 정확한 지도를 받아볼 수 있다.

힝클은 “그러니까 예전에는 10분 내에 이미지 500개를 찍곤 했다. 전부 지리학적 공간을 차지하고 있는 그 500개의 이미지를 아무런 오류나 문제없이 이어 붙여야 한다. 처리 시간이 1시간 이상 걸리곤 했는데, 새 시스템에서는 20분으로 줄었다”고 설명했다.

프리시전호크 시스템으로는 데이터를 세분하여 분석하는 작업 역시 더 쉽다. 또한, 인간의 눈보다 더 많은 파장(특히 근적외선)을 볼 수 있는 정교한 카메라 덕분에 얻을 수 있는 인사이트도 늘어난다. 힝클은 “인덱스를 이용해 농지를 분류할 수 있다. 어떤 시험법은 점점 나아지고, 어떤 시험법은 점점 나빠진다”고 덧붙였다.

데이터 분석은 확실히 복잡하지만, 결과로는 비교적 간단하게 테스트 작물의 건강을 심도 있게 파악할 수 있다. 성공적인 드론 비행은 식물의 개체수도 셀 수 있을 뿐 아니라 크기별로 자동 분류가 가능하다. 심지어는 건강한 색깔인지 여부를 바탕으로 예비 생명력 평가까지 할 수 있다.
 

제한 급수

매우 건조한 미국 네브라스카주 남서부 지역에서 농사를 짓고 있는 로릭 폴먼의 경우에는 농업 IoT가 매우 중요한 급수 문제 해결에 도움이 된다. 폴먼의 농장은 약 35평방km 규모의 맞춤식 농장으로, 옥수수, 감자, 사탕무 등의 작물을 재배한다. 폴먼의 농지 중 5분의 4는 오글랄라(Oglala) 대수층에서 끌어온 지하수로 관개가 이루어지고 있다. 미국에서 관개 시설이 가장 좋은 네브라스카주는 건조한 기후 때문에 지하수 사용에 세금을 부과한다. 따라서 이 농장의 비용 중에 세금이 상당 부분을 차지한다. 폴먼은 “절약과 관리는 기술과 함께 간다”고 말했다.

폴먼의 표현에 따르면 한 ‘무리’의 내장 센서가 토양의 구체적인 특성을 측정하여 온도, 습도 등 많은 요소의 실시간 변화를 보여준다. 파종기 등 다른 농기계에 부착된 비슷한 장치는 한층 더 세밀한 데이터를 제공한다.

이러한 데이터 덕분에 제한된 지하수를 어디에 공급하는 것이 최선인가 하는 문제에 대해 훨씬 많은 정보에 근거한 의사 결정을 내릴 수 있으며, 그 결과 지하수 사용으로 발생하는 비용이 최소화된다. 이제 중요한 것은 더 이상 단순히 물 한 방울당 산출량을 극대화하는 것이 아니다. 폴먼은 “그 물을 활용하는 것이 중요하다. 어쩌면 더 적은 작물을 이용해 더 나은 ROI를 얻는 것일 수도 있다”고 설명했다.

폴먼은 일상 업무에 다양한 농업 IoT 시스템을 사용한다. 농장 운영은 비교적 적은 인원으로 이루어진다는 사실(즉, 한 명이 해야 할 일이 많다) 때문에 어떤 앱이나 제품을 통합해야 할지 선택할 때 사용의 편이성은 매우 중요한 고려사항이다.

폴먼은 “이 정도로 큰 규모의 사업체에서 의사결정 중 95%를 나와 내 아들이 내린다. 컴퓨터를 참고하거나 채팅을 할 시간이 없다. 기술은 스마트폰에서 직접 사용할 수 있지 않는 것이 아니면 쳐다보지도 않는다”고 덧붙였다.
 

알맞은 물과 비료의 양

리처드 플랫먼은 호주 남동부 지역에 별도의 포도원 4곳을 운영하는 와인 제조업체 타빌크 와이너리(Tahbilk Winery)의 그룹 포도 재배자이다. 짐작하다시피 토양 질 관찰이 주된 관심사이다. 따라서 농업 IT 시스템을 이용할 수 있다면, 이를 위해 구현하고 싶어한다.

플랫먼은 “내 작업장은 포도주 양조장 본부 현장에서 멀리 떨어진 포도원 중 한 곳이기 때문에 포도원 관련 의사결정은 화면에서 볼 수 있는 내용을 바탕으로 많이 내린다. 포도원의 각 부분은 서로 다르게 취급된다. 예를 들면, 받는 물의 양, 물에 추가되는 비료의 양, 직접 관리가 필요한 정도 등에서 서로 다르다”라고 설명했다.

역시 호주 회사인 더 일드(The Yield)에서 구입하여 부분적으로 관리 중인 타빌크의 시스템은 온도, 풍속, 태양 복사 등 지상 정보를 알려주는 4곳의 기상 관측소 뿐만 아니라 포도원 아래 4개의 서로 다른 지층에서의 수분 데이터를 알려주는 13개의 센서를 중심으로 동작한다. 데이터는 15분마다 6-LoWPAN을 통해 로컬 게이트웨이로 전송되고, 수집된 데이터는 다시 더 일드의 클라우드로 전달된다.

로릭 폴먼의 네브라스카 농장과 마찬가지로 시스템 설치의 큰 장점은 그 후에 특히나 덥고 건조한 시기가 계속되었음에도 불구하고 포도원의 관개 비용이 절약된 것이다. 플랫먼에 따르면, 작년 9월부터 12월까지 강우량은 평균의 20% 수준에 그쳤는데도, 포도원의 관개수 사용을 줄일 수 있었다고 한다. 재배 기간 전체로 환산하면 8만 1,000달러 이상이 절약되는 셈이다. 폴먼은 “이는 단순히 금전적인 측면 이외에도 매우 큰 의미를 갖는다”라며, “타빌크(Tahbilk)는 매우 환경 친화적인 회사이며 환경을 위해서라면 늘 기꺼이 돈을 투자한다”고 강조했다. editor@itworld.co.kr


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