인공지능 농업용 로봇 브랜드 ‘고고팜’을 비롯해 예초로봇 등을 선보이고 있는 ㈜에스엔솔루션즈(대표 고원석)는 농업계에 젊은 아이디어와 혁신으로 무장해 성장하고 있는 로봇전문 기업이다.   

‘즐겁게 농사를 지으러 가자’란 뜻을 지닌 ‘로봉이’는 수확·관제·적재 등 농업용 로봇을 개발하며 상주혁신밸리에서 실증테스트를 준비를 마쳤다. 농업에서 노동력이 많이 필요한 수확의 어려움을 IT기술로 해결하는 목표를 세우고 있는 것이다. 고고팜은 가성비가 좋을 뿐만 아니라 보급이 쉬운 제품을 개발해 농업무인화를 선도하고 있다. 

특히 수확용 로봇 ‘로봉이’를 보면, 토마토, 방울토마토, 딸기, 오이 등을 데이터에 기반한 객체인식을 하고 숙성도를 판별한다. 농작물의 크기 및 형태, 색택 등 생육정보를 분석해 정상여부를 판별하는 기능을 갖고 있다. 

또한 AI 비전으로 꼭지 커팅을 위한 비전을 분석하고 줄기 등 장애물을 인식해 회피가 가능토록 했다. 온실 및 노지 구동력을 높이기 위해 폭을 70cm의 좁은 공간에서 작업이 가능하다. 데이터 수집 및 라벨링은 자체적으로 데이터를 수집하면서 오토라벨링 개발로 제품을 고도화 했다. 실내환경에서 학습된 맵핑(지도) 정보를 통해 주향 및 원격제어가 가능하다. 

수확판별 알고리즘은 AI디렉터에 의해 실시간으로 영상 및 농장의 환경정보를 주고받는다. 수확할 농작물에 대해 90% 달하는 것만 수확하는 기능을 갖고 있다. 농작물의 위치와 거리를 측정해 커킹 포인트를 자동으로 계산하고 농작물의 숙성도를 판별해 표시한다. 

수확조건이 모두 충족될 수 수확작업을 시행한다. 아울러 수확현황을 그래프로 제작될 수 있도록 해 실시간 파악이 가능하다. 숙성도 판별은 준지도학습 방식으로 딥러닝 구현하고 환경변수(햇빛)으로 RGB, HSV 값 오류 발생을 줄여 다양한 환경에서도 숙성도 판별의 정확도를 확보할 수 있도록 했다. 딥러닝 결과 값을 그린, 그린레드, 옐로우, 오렌지, 레드 등 5단계로 설정해 농작업을 용이하도록 했다.

또한 ‘로봉이’는 인력문제를 해결사 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다. 수확 작업시 소요되는 인력대비 30%의 작업량이 증가하는데 반해 3년 운영기준으로 인건비의 38%를 절감할 수 있다. 1작기를 8개월로 보면 인건비 15만원 및 주6일 작업을 했을 경우다.

힘들게 농사를 지었지만 수확인력이 없어 곤란한 상황에 직면하는 경우가 허다한 상황일 뿐만 아니라 수확시기가 지나면서 상품성이 떨어져서 제값을 못받는 경우에 대비해 수확로봇이 출현하게 된 배경이다.

주요 시설재배 국내 노동시장을 인건비로 산정 시 연간 9조1천억원이 소요되는 것으로 알려져 있다. 농민이 이미 소비하고 있는 인력을 로봇으로 대체가 가능한 시대를 살고 있는 셈이다. 

매일같이 익어가는 농작물을 제때에 수확이 가능하도록 해야 농가의 살림살이도 나아지기 때문이다. 수확로봇은 농민의 일손을 더는 농작업을 통해 인공지능 학습으로 알아서 수확을 보조하는 것이다. 100% 인력에 의존하는 수확작업을 인공로봇으로 구현이 가능한 시대를 맞아 인력구하는 것이나 인력관리에 인한 스트레스, 수익구조를 해결하는 해결사 역할을 톡톡히 할 것으로 기대를 모으고 있다.

특히 수확로봇은 하이테크 기술을 지닌 기술이 아니라 보급이 가능한 제품을 구현할 뿐만 아니라 기존 상용화된 기술을 조합해 농업용 로봇을 빠르게 솔루션화를 했다. 

또한 궤도형 바퀴를 장착한 ‘로봉이’는 레일 설치를 필요로 하는 기존 스마트팜에서도 활용 가능할 뿐만 아니라 복합 자율주행 알고리즘을 통해 노지에서도 주행이 가능하다. ‘로봉이는 수확 전 숙성도, 당도, 크기 등을 체크한 후 수확된 즉시 무게를 측정해 농작물 등급에 대한 분류가 가능한 로봇으로 수집된 농업 데이터를 고고팜 관제 센터로 전송할 수 있어 스마트 농업환경을 구축할 수 있다.

고원석 대표는 “개발 1년차에 직교 로봇을 직접 개발했으나 제어의 어려움과 성능이 낮아 다관절 로봇으로 변경했다”며 “새로운 것을 창조하기보다 기존의 기술(제품)을 활용해 완제품을 제작하는 것이 변수가 많은 농업에 적합한 것으로 판단했다”고 말했다.

또한 기술단계별 고도화를 통해 수확보조로봇으로 상용화 하는 등 기술고도화를 통해 상용화 이후 농민의 요구사항을 반영해 2단계 로봇을 출시한다는 목표를 세우고 있다.

한편, 예초로봇 ‘다베어’는 궤도형 로봇으로 멀리서 더 편하고 안전하게를 모토로 원격제어가 가능토록 제작됐다. 다베어를 통해 예초작업의 역사를 바꾸고 있는 것이다.

강력한 9마력 엔진을 탑재해 시간당 400평대의 농원의 예초가 가능할 뿐만 아니라 무선조정 및 자율주행이 가능하다. 경사도가 많은 농원의 특성에도 불구하고 45° 경사진 곳에서도 작업이 가능하다.