▲ 출처=freepik  © 특허뉴스

폭염의 기세가 꺾이며 추수의 계절이 도래한 지금, 젊은 층이 떠나 고령화된 농촌에 농업 로봇이 농촌 일자리를 대체하고 있다. 대한민국의 농업 산업이 첨단 기술의 도입으로 새롭게 변모하고 있는 것이다.

농업용 로봇과 관련 기술은 농업 분야에서 필수적인 변화의 중심에 서 있으며, 특히 이들 기술은 노동력 부족 문제를 해결하고, 고령화된 농업 인구를 지원하며, 농업 생산성을 크게 향상시키는 데 중요한 역할을 하고 있다. 최근 등록된 여러 특허는 농업용 로봇 개발의 진보를 보여준다.

▲ 레이저를 이용한 제초로봇(출처=윈텔립스, 10-2020-0189437)  © 특허뉴스

자율주행이 가능한 ‘레이저 기반 제초 로봇’은 레이저 기술을 이용해 잡초를 효율적으로 제거하는 혁신적인 솔루션이다. 이 로봇은 화학적 제초제 사용을 크게 줄여 환경 친화적인 농업을 가능하게 하며, 잡초 제거 작업의 효율성을 극대화한다. 이 기술은 지속 가능한 농업 실천의 중요한 예시로 꼽히고 있다.

▲ 방제 로봇(출처=윈텔립스=10-2021-0183990)  © 특허뉴스

‘농업용 살충제 살포 로봇’은 드론과 로봇 기술의 결합을 통해 농작물에 적절한 양의 살충제를 정밀하게 살포할 수 있는 기능을 제공한다. 이 로봇은 농업 생산성을 높이는 동시에, 농작물의 품질 유지에 중요한 역할을 한다. 특히, 이 기술은 농작물의 건강 상태를 실시간으로 파악하여, 필요한 양만큼의 살충제를 살포함으로써 자원의 낭비를 줄이고 농업 생산의 효율성을 극대화한다.

▲ 농작물 수확용 로봇 장치 및 그 제어 방법(출처=윈텔립스, 10-2023-0158851)  © 특허뉴스

또 다른 혁신적인 기술로는 ‘수확 및 운반 로봇’이 있다. 이 로봇은 농작물 수확과 운반 작업을 자동으로 수행하여 노동력을 절감하고, 수확 과정에서의 오류를 최소화한다. 수확용 박스가 수확된 농작물로 가득 찰 경우, 농작물 이송로봇이 수확용 로봇으로부터 농작물을 전달받아 하역장으로 이동하는 방식으로 설계되었고, 로봇시스템을 이용해 이송 공간에서 작물 또는 시설물을 실시간으로 감지해 최적의 경로로 주행할 수 있다. 로봇 전후방에는 라이다센서와 초음파센서가 탑재되어 이송 시 장애물을 다각적으로 감지할 수 있을 뿐 아니라 스마트기기와의 연동을 통해 실시간 작동 상태도 확인하고 로봇 조작도 가능하다. 이 로봇은 농작물의 상태를 실시간으로 분석하고, 최적의 수확 시점을 예측할 수 있어 효율적인 농업 경영을 가능하게 하며, 농업 종사자들의 노동 강도를 크게 줄여준다.

▲ 농업용 이송 로봇(출처=윈텔립스, 10-2022-0183120)  © 특허뉴스

AI 기반의 농업 기술은 농업의 효율성을 극대화하는 데 중요한 역할을 한다. ‘AI 농경지 모니터링 시스템’은 드론과 센서를 사용해 농경지의 상태를 실시간으로 모니터링한다. 이 시스템은 데이터 분석을 통해 농작물의 생장 상태를 정밀하게 파악하며, 이를 바탕으로 농작물 관리의 효율성을 극대화할 수 있다. AI를 통한 데이터 분석은 농작물의 성장을 최적화하고, 병충해 예방에 중요한 역할을 한다.

▲ 밭작물 잡초관리를 위한 인공지능 가변 복합형 경운 로봇(출처=윈텔립스,10-2021-0041240)  © 특허뉴스

AI기술이 접목된 잡초 제거 경운로봇은 AI에 의한 스마트한 고랑 인식으로 효과적인 밭 잡초 제거가 가능하며, 사람이 아닌 무인 주행으로 안전하게 잡초를 제거할 수 있다. 로봇의 전방 센서가 장애물을 자동으로 인식하여 경로 수정은 물론 충돌로 인한 고장이나 사고도 방지할 수 있다. 작업자를 주인처럼 따라 다니며 작업의 모든 과업을 돕는 AI 기반 농업 지원 로봇도 눈에 뛴다.

▲ AI기반 농업 지원 로봇(출처=윈텔립스, 10-2020-0159805)  © 특허뉴스

AI 기반 지원 로봇은 농작물을 수확하는 작업자를 따라 수집된 작물을 운반하고 원하는 곳으로 이동하는 로봇으로, 라이다 센서가 부착되어 있어 라이다 센서가 레이저 펄스를 발생시켜 주변 사물과의 거리를 스스로 계산하여 움직이고 작업자가 로봇에 작물을 실으면 설정된 장소로 알아서 이동해 준다.

▲ 출처=freepik  © 특허뉴스

토양 환경을 측정하는 측정 로봇도 있다. 이 로봇은 3D맵을 사용해 특정 포인트를 결정하고 이 지점들로 자동 이동하여 토양 데이터를 수집한다. 수분과 지온, 산도 등의 토양 데이터를 수집하고 각 데이터에 기초하여 영역별로 적정량의 비료를 자동으로 살포하는 기능도 갖췄다.

▲ 토양 환경 측정 로봇(출처=윈텔립스, 10-2023-0069100)  © 특허뉴스

사람을 대신해 로봇이 젖소의 우유를 착유해주는 가축용 자동착유장치도 주목 받는다. 기존에는 사람이 직접 축유를 하면서 밀착되지 못해 축유컵이 쉽게 이탈되거나 낭비되는 우유가 문제가 있었다. 이 자동착유장치는 젖소에 정확히 흡착되어 유착이나 풀림없이 정해진 양의 우유를 정확히 유착할 수 있다.

▲ 가축용 자동착유장치(출처=윈텔립스, 10-2021-0077340)  © 특허뉴스

이외에도, 대한민국의 농업 혁신을 이끄는 다양한 기술들이 속속들이 등장하고 있다. 예를 들어, 자율 주행 트랙터와 같은 기계들이 농작물의 파종, 비료 살포, 수확 등의 과정을 자동화하고 있다. 이러한 기술들은 농업 작업의 안전성을 향상시키고, 인간의 실수로 인한 문제를 최소화하며, 농업 종사자들이 더 중요한 작업에 집중할 수 있도록 도와준다.

이러한 혁신적인 농업 기술들은 단순히 노동력을 절감하는 것에 그치지 않고, 보다 안전하고 지속 가능한 농업을 가능하게 한다. 이러한 로봇과 기술들은 농업 종사자들이 직면한 다양한 어려움을 극복하는 데 중요한 역할을 할 것이며, 앞으로 더 많은 농업 분야에서 그 적용 가능성이 확대될 것으로 기대된다.

특히, 농업 혁신을 위한 특허 기술들은 농업 현장에서의 안전성, 효율성, 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 레이저 기반 제초 로봇, 살충제 살포 로봇, 수확 및 운반 로봇, AI 농경지 모니터링 시스템 등은 농업의 새로운 시대를 여는 핵심 기술들로 평가받고 있으며, 대한민국이 글로벌 농업 기술 경쟁에서 선두를 차지할 수 있는 중요한 밑거름이 될 것으로 보인다.