세계 농업에 드론 적용

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경제의 거의 모든 부문에서 드론 사용이 급속히 증가하고 있지만, 농업 부문은 붐을 이루고 있습니다.

미국의 시장조사기관 오션리포트에 따르면, 글로벌 농업용 드론 시장 규모는 2022년에 135억 9천만 달러였으며, 2030년에는 645억 달러에 이를 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 24.3%가 될 것으로 전망됩니다.

드론이 수집한 정보는 정밀 농업 시스템에서 더 나은 결정을 내리는 데 사용될 수 있습니다.

2023년 9월, 러시아 지역에서 다양한 농업 활동에 드론을 사용할 수 있도록 허용하는 특별 실험적 법률 제도가 시행될 예정입니다. 이는 드론의 적용 가능성이 끊임없이 확대되고 있음을 보여줍니다.

작물 모니터링

드론은 밭과 정원 표면에 대한 색상 지도를 만들어 작물 건강을 모니터링하는 데 도움이 됩니다. 이를 위해 그들은 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)라는 지표를 사용했습니다. NDVI는 광합성이 가능한 식물의 양을 반영하는 표준화된 상대적 식생 지수입니다. 컬러 지도를 이용하면 농부가 작물이 자라는 모습을 모니터링하고 밭에서 문제가 있는 부분을 빠르게 파악할 수 있습니다.

드론은 또한 카메라를 이용해 작물의 건강을 모니터링합니다. 저고도 드론은 구름이나 조명이 어두워서 방해를 받지 않기 때문에, 드론이 전송하는 데이터는 위성에서 전송하는 데이터보다 더 정확한 경우가 많습니다.

게다가 위성 데이터에 접근하는 데는 여전히 비용이 많이 듭니다. 러시아에는 현재 드론에서 수집한 데이터를 결합하고 다양한 지표를 반영하는 현장 지도를 만드는 전문 플랫폼을 제공하는 회사가 여러 개 있습니다.

드론은 작물을 지도화하고, 검사하고, 모니터링하고, 살충제를 뿌리고, 관개를 모니터링할 수 있습니다.

지상 모니터링

드론은 토양과 밭의 상태를 모니터링하는 데 사용됩니다. 농부들은 밭 표면을 지도로 그려서 불규칙한 부분을 발견하고, 배수와 건조한 지점을 표시하여 관개 시스템을 보다 효율적으로 계획하고 사용할 수 있습니다.

또한 토양의 염도와 질소, 칼륨, 인을 포함한 토양 내 원소의 양을 분석하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 농부는 작물 재배 계획을 더욱 정확하게 세우고, 수확량을 예측하고, 비료를 배정할 수 있습니다.

MapWire/US 회사는 이제 측정 도구 세트를 사용하여 고해상도 현장 지도를 작성하고 토양 상태 및 기타 지표를 평가할 수 있는 드론용 전문 소프트웨어를 제공하고 있습니다.

수확고

현대 드론도 파종에 사용되기 시작했습니다. 현재 자율형 드론 파종기는 주로 임업 분야에서 사용되고 있습니다. 이를 이용하면 접근하기 어려운 지역에도 식물을 심을 수 있어 특히 중요합니다.

2명의 작업자와 10대의 드론으로 구성된 팀은 하루에 최대 40만 그루의 나무를 심을 수 있습니다. 이러한 드론은 영국 회사인 Biocarbon Engineering에서 개발했습니다.

추바시 공화국/러시아에서는 드론을 이용해 감자를 심기 시작했습니다. 러시아의 사마라 지역에서는 드론을 이용해 밭에 겨자와 클로버를 심기도 했습니다. 일반적인 드론은 최대 20kg의 씨앗을 운반할 수 있습니다.

식물에 살포 및 수분 공급

드론은 접근하기 어려운 지역에서도 빠른 속도로 현장에서 작동할 수 있습니다. 예를 들어, 고도가 높은 차밭에 살포하는 데 사용할 수 있습니다. 특히, 고정밀 분무 노즐을 장착한 드론은 특정 구역만을 표적으로 삼아 효율성을 극대화하고 화학 물질을 절약할 수 있습니다.

일반적으로 고해상도 카메라가 장착된 Precision AI/Canada의 스마트 드론은 96%의 정확도로 필요한 지역에 살충제를 식별하고 뿌릴 수 있습니다.

중국 기업 DJI는 레이더를 장착한 특수 Agras 드론 제품군을 제공하며, 이를 통해 하루에 약 40헥타르 면적의 작물에 화학 물질을 뿌릴 수 있습니다.

드론은 또한 작물의 수분에 사용될 수 있습니다. Dropcopter/USA 제품은 이러한 솔루션을 제공합니다. 식물이 꽃을 피우면, 드롭콥터 드론을 프로그래밍하여 식물의 특정 줄 사이를 날아다니며 꽃가루를 수집한 후 필요한 곳에 분배할 수 있습니다.

드론 수분은 아몬드, 사과, 체리, 배 등 다양한 작물에 대해 미국에서 성공적으로 시험되었습니다. 3년 만에 작물 수확량이 25~50% 증가했습니다.

해충 방제

드론은 화학물질을 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 밭의 해충을 사전에 방제할 수도 있습니다. 예를 들어, 네덜란드 바게닝겐 대학의 연구자들은 PATS 적외선 카메라 시스템을 도입했는데, 이 시스템은 날갯짓의 빈도와 크기를 기준으로 나방과 다른 날아다니는 곤충을 구별할 수 있게 해줍니다. 그러면 드론이 공중으로 날아가 곤충을 죽일 것입니다.

보안 모니터링

드론을 사용하면 밭의 먼 구석까지 관찰하고 지상에서 이루어지는 모든 활동을 모니터링할 수 있습니다. 보안 드론은 귀중한 농작물을 모니터링하는 데 사용할 수 있으며, 농작물을 야생 동물과 기타 위험으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다. 더욱이 모니터링 과정은 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 끝납니다.

DMM Agri Innovation/Japan은 니가타현과 협력하여 적외선 카메라와 인공지능 시스템을 갖춘 드론 시스템을 사용하기 시작했으며, 이를 통해 지역 농부들이 농장을 멧돼지의 공격으로부터 보호할 수 있게 되었습니다.

드론은 어둠 속에서도 동물의 움직임을 추적하고 활동을 지도로 나타낼 수 있습니다. 이러한 데이터는 농부들이 울타리를 설치하고 동물을 더 효과적으로 잡는 데 도움이 됩니다.

한편, 중국 기업 DJI는 열화상 기능을 갖춘 Mavic 3 Enterprise와 Mavic 3 Thermal 드론을 출시했는데, 이는 들판에서 야생 동물을 추적하고 화재를 식별하는 데 사용할 수 있습니다. Mavic 3E 드론에는 20MP 광각 카메라가, Mavic 3T에는 48MP 광각 카메라가 장착되어 있으며, 효과적인 제어 거리는 최대 15km입니다.

인공지능을 활용한 드론

많은 회사가 농업에 사용되는 드론의 운영에 인공지능(AI) 기술을 적용하는 연구를 시작했습니다. 그중 네덜란드의 스타트업 MultiRotorResearch는 AI 시스템을 이용해 길을 찾을 수 있는 드론을 연구하고 있습니다.

스마트 소프트웨어는 지도상의 세 개의 GPS 좌표와 원하는 고도만 사용하여 드론 비행을 위한 최적의 경로를 계산할 수 있습니다.

미래에는 드론이 경로에 있는 장애물을 자동으로 피할 수도 있게 될 것입니다. 그 결과, 농경지를 지도에 표시하고 복잡한 농업 구조물을 검사하는 데 사용할 수 있습니다.

(ReportOcean에 따르면)

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