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스마트팜과학과 정대현 교수팀 ‘2024 스마트농업 AI 경진대회’ 최우수상
인공지능 기술 활용해 딸기 재배 최적화 기술 제안

스마트팜과학과 정대현 교수와 권춘탁 교수가 대학원생과 팀을 이뤄 ‘2024 스마트농업 AI 경진대회’에서 최우수상(농림축산식품부장관상)을 받았다. 농림축산식품부와 한국농업기술진흥원이 개최하는 스마트농업 AI 경진대회는 농업 분야 차세대 AI 모델을 발굴하기 위해 개최됐다. 이번 대회는 딸기 공공데이터를 활용한 원격 작물 재배 모델 개발이 주제였다.

인공지능 기술 활용해 최적의 딸기 생육 환경 제공
정대현 교수팀은 인공지능 기술을 활용해 딸기 재배에 최적화된 생육 예측 및 환경 제어 솔루션을 제안해 기술력과 현장 적용성을 동시에 인정받았다. 경진대회는 생육 예측 문제를 다루는 온라인 사전 테스트를 시작으로, 오프라인 해커톤 환경에서의 환경 제어 과제, 발표평가, 본선 원격 작물 재배까지 총 4단계로 진행됐다. 대회에 참가한 30여 팀 중 본선에 진출한 팀은 4팀에 불과할 정도로 치열한 경쟁이 벌어졌다.

이들은 인공지능을 활용한 두 가지 솔루션을 제시했다. 첫 번째는 농업 데이터가 전혀 없는 초기 농가, 경험이 부족한 초보 농업인을 위한 환경 제어 솔루션이다. 이 시스템은 우수 농가의 시계열 데이터를 기반으로 환경 조건을 식별하고, 이를 모방해 최적의 생육 환경을 제공하는 방식이다. 두 번째로는 딸기 재배에 필요한 전문 지식이 없는 사용자도 쉽게 활용할 수 있도록 돕는 대화형 재배 가이드 챗봇을 개발했다.



솔루션은 ‘말하는 딸기’라는 이름으로 온실 환경과 작물 생육 상태를 사용자와 인공지능이 대화하듯 소통하고 관리하도록 구현됐다. 예를 들어 “지금 딸기 상태 어때?”라는 질문에 인공지능 챗봇이 최신 생육 데이터와 환경 조건을 분석해 대화형으로 응답하고, 자동으로 제어 모델을 연동해 조치까지 이어지는 방식이다. 박소진(스마트팜과학과 석사3기) 학생은 “주최 측에서 제공한 데이터를 가공해 딸기 생육을 파악할 수 있는 파라미터로 만들었다”고 설명했다.

정대현 교수 연구실은 최신 기술을 기반으로 스마트농업 기술을 연구했기에 대회 준비에 강점을 보였다. 전유진 학생(스마트팜과학과 박사1기)은 “대회 전부터 이미징 센서와 환경 센서를 통해 농작물 이미지, 온실 내 환경 변화, 제어 이력 등 다양한 유형의 데이터를 통합적으로 다루고 인공지능과 접목하는 연구를 수행해 대회에 큰 도움이 됐다”고 말했다.



스마트팜 기술 활용해 농업의 지속가능성 실증
본선에서는 개발한 모델의 완성도를 높이기 위한 노력이 이어졌다. 스마트팜과학과 권춘탁 교수와 협업해 실제 작물 재배 지식에 도움을 받았고, 딸기연합회 농민에게 대형언어모델의 응답 결과를 검증받는 등 개발한 모델의 완성도를 높이려 노력했다. 이혜인 학생(스마트팜과학과 석사 3기)은 “현장 전문가의 도움으로 챗봇 답변의 검증을 마치고, 실제 현장에서의 요구 사항을 파악했다”고 밝혔다.

본선 기간 정대현 교수팀은 온실을 24시간 모니터링하며 원격 제어에 나섰다. 그 과정 속 통신 오류, 관수량 조절 등 다양한 돌발 상황도 발생했지만, 애정 어린 노력으로 문제를 해결해 나갔다. 참가 팀은 온실에 설치된 실제 작물 재배 시스템을 원격으로 제어하면서, 에너지 사용량 대비 수확량 및 품질, 환경-생육 인공지능 모델의 정확도 등을 종합적으로 평가받았다.

그 결과 이들이 직접 재배한 딸기의 생육 상태는 매우 우수했다. 최종 심사 때는 수확한 딸기를 활용한 다과들이 제공됐다. 이혜인 학생은 “재배한 딸기를 직접 맛보며 뿌듯함을 느꼈다”고 회상했다. 박소진 학생은 “앞으로 기술과 재배 작물의 특성을 더불어 고려한다면 생산성 높게 재배할 수 있을 것”이라고 말했다.

스마트팜 기술은 농업인구 고령화 및 감소 문제에 대응하고, 농업 지식과 경험이 부족한 청년 농업인에게 생산량과 품질을 확보할 수 있도록 돕는다. 전유진 학생은 “이번 대회는 스마트팜 기술을 활용해 농업의 지속가능성을 실증할 수 있어 의미 있는 시간이었다”라고 설명했다.



글 김율립 yulrip@khu.ac.kr
사진 정병성 pr@khu.ac.kr

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