농업용 드론, 질소상태·질병 등 모니터링

[스마트에프엔=김철호 기자] 케빈 프라이스 (Kevin Price)는 캔사스 대학교 (University of Kansas) 지리학과에서 NASA가 지원하는 프로젝트에 대한 위성 이미지를 다루는 19 년 동안 근무한 원거리 생태 학자이자 원격 감지 전문가입니다. 그러나 Price는 또한 농장에서 자랐기 때문에 그는 캔사스 주립 대학 농학부가 2008 년 원격 탐사 교수를 제안했을 때“그의 뿌리로 돌아갈”기회를 환영했습니다.

그의 경제학자들은 Price를 기꺼이 선포했다. 그런 다음 지구 위 450 마일에서 찍은 농지의 위성 사진을 보여주기 시작했습니다. Price는“적어도이 부서에서 대부분의 경제학자들은 지상의 개별 식물을 보는 데 익숙하다”고 말했다. "그리고 그들은 에이커 크기의 1/5에 달하는 LANDSAT 픽셀에서 개별 공장을 볼 수 없을 때 크게 흥분하지 않습니다."

다행스럽게도 Price의 대학원생 중 한 명이 2 년 전에 농업에 무인 항공기 시스템 (UAS)을 적용하기 위해 일하기를 원했습니다. 일반적으로 드론으로 알려진 카메라가 장착 된 소형 UAS는 작물 바로 위에 날아 질소 상태 나 질병과 같은 상태를 모니터링 할 수 있습니다.

농업에 미치는 영향은 엄청날 것으로 예상됩니다. 예를 들어, 무인 차량 시스템 국제 협회 (International for Unmanned Vehicle Systems International)의 최근 연구에 따르면 소형 무인 항공기는 2025 년까지 85 ~ 100 억 달러 규모의 산업이 될 것이며, 그 돈의 80 %가 농업에 쓰입니다.

당시 가격은 UAS에 대해 많이 알지 못했습니다. 그러나 그는 곧 살리나에있는 캔사스 주 위성 캠퍼스의 항공 프로그램과 수의학의 동료 인 덜 협력적인 사람과 연결했습니다. 가격은 Deon van der Merwe가 취미로 경쟁하는 작은 UAS 애호가이며 작은 비행기 제작에 대해 많은 것을 알고 있다고 설명합니다. 살리나 항공 그룹과 다른 농업 경제학자들의 도움으로 프라이스와 반 데르 메르 웨는 UAS에서 찍은 이미지를 통해 동료들에게 개별 작물과 단일 잎을 해결할 수있게하였습니다.

그러나 거기에 도착한다는 것은 단순히 최고의 비행기를 만드는 것 이상을 의미했습니다. 이 팀은 또한 비행기를 원격으로 비행하고, 적절한 시간과 셔터 속도로 이미지를 촬영하도록 카메라를 트리거하고, 다양한 수준의 구름 덮개와 태양 각도에서 수집 된 이미지 데이터를 표준화하는 방법을 배워야했습니다. 수천 개의 이미지를 매끄럽게 연결하고 FAA (Federal Aviation Administration) 규정을 탐색하는 프로세스를 개발해야했습니다.

Price는“이 작업을 시작할 때 꿈꿔 본 적이없는이 기술에는 많은 구성 요소가 있습니다. "이것은 완전히 새로운 연구 분야입니다."

가장 어려운 질문 중 하나는 농부가“냉장고 도어 아트”로 사용할 수있는 필드의 간단한 항공 이미지를 경영진의 결정에 도움이 될 수있는 정보로 변환하는 방법입니다. “이것이 우리가 정말로 열심히 노력하는 것입니다.”예를 들어, 얼마나 많은 질소를 적용해야합니까? 필드의 특정 섹션을 다시 심어야합니까? 예상 수확량은 얼마입니까?

회사 RoboFlight Systems, Inc. 및 금화 기술, LLC와 긴밀히 협력, 팀은 지금라는 새로운 소프트웨어를 만들었습니다 AgPixel을 . 이 프로그램은 디지털 사진의 픽셀 데이터를 식물 성장 및 활력의 주요 척도 인 NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)로 변환합니다. Price는“컴퓨터 마우스를 몇 번만 클릭하면”농작물을 처리 할 수있는 모든 질소 비료를 작물에 제공하는 참조 스트립의 값과 AgPixel이 전 분야에 걸친 NDVI 값을 비교하도록 할 수 있습니다.

최종 결과물은 작물 수율을 높이기 위해 필요한 경우 비료를 적용하는 데 사용할 수있는 작물 질소 상태와 연결된 식물 성장 (예 : NDVI)의 변동지도입니다. 또한 동일한 작업을 수행하는 트랙터 기반 또는 휴대용 기기와 달리 UAS는 바람 상태에 따라 약 20 분 안에 640 에이커의 필드에서 필요한 이미지 데이터를 수집 할 수 있습니다.

가격 보고서에 따르면, 2013 년 8 월에 상업적으로 출시 된 AgPixel은 40 개국에서 130 개 이상의 회사의 관심을 끌었다. "우리가 수집하는 이미지와 잘 어울리는 다른 소프트웨어는 없습니다."라고 AgPixel이 처음 개발 된 이유입니다.

동시에 그는 더 많은 세부 사항이 여전히 필요하기 때문에 사람들에게 다이빙을위한 신호로 한 번의 진보를하지 말라고 조언합니다. 비행기를 예로 들어 보자. 많은 소형 항공기가 이미 시장에 나와 있으며 일부는 매우 비쌉니다. 그러나 이것이 그들이해야 할만큼 잘 작동한다는 것을 의미하지는 않습니다. 그가 선호하는 비행기는 Ritewing이라는 회사에서 제작했습니다. 그들은 멈추지 않고 농장에서 낮고 매우 천천히 비행 할 수 있습니다. 또한 충격시 충격을 많이 흡수하는 폼 타입 고무로 만들어져 파손시 파손보다 튕겨 질 가능성이 높습니다.

UAS를 비행하려는 모든 조종사 및 농작물 고문은 비행 시뮬레이터 소프트웨어를 먼저 연습해야합니다. 그런 다음 현지 비행 클럽에 가입하여 비행 강사의 추가 교육을 받아야합니다. Price는“마지막으로 할 일은 정말 비싼 시스템을 구입하고 그 시스템으로 비행하는 법을 배우는 것입니다. "파편으로 약 5 분 안에 픽업 할 것입니다."

서두르지 말아야 할 또 다른 이유는 FAA에 2015 년까지 UAS의 상업적 (비군사적) 사용을 규제하는 규정이 없을 것으로 예상되기 때문입니다. 그 과정에서 FAA는 상업용 UAS가 통과해야하는 인증 표준을 만들 것입니다. 그들의 안전과 감 항성. 캔자스 주-살리나 항공 프로그램은 최근 FAA에 의해 새로운 표준을 테스트하기 위해 선정되었습니다.

그 사이에 Price와 그의 동료들은 계속해서 각각의 새로운 장애물을 해결합니다. 즉각적인 목표 중 하나는 AgPixel에서 일부 꼬임을 해결하여 농부와 농작물 컨설턴트가보다 쉽게 ​​사용할 수 있도록하는 것입니다. 그러나 팀이 직면 한 모든 질문과 문제에도 불구하고 Price는 현재 농작물을 면밀히 살펴보기 위해 위성 영상을 남겨 두는 것을 후회하지 않습니다.



김철호 기자 fire@thekpm.com