(주)딸기밭 화원과 자율주행로봇(FARBOT)

배경 및 도입효과

딸기 농원 등 과수원 업계의 고령화와 신규 취농자 감소로 인한 노동력 부족 문제를 해결하기 위해 농원내 로컬 5G망, 고화질 카메라가 탑재된 자율주행로봇을 도입하고 퍼블릭클라우드에 AI 병해감지, AI 숙도별 수량파악 응용을 호스팅하여 농원의 생산성과 수익 향상 모델을 창출함

기존의 생산자의 경험과 감에 의존하던 농업에서 로컬 5G와 AI 도입으로 스마트 농업으로 전환하여, 과수 병해를 자동으로 조기발견하여 농약 사용량과 살포 비용을 1/3로 줄이고 병해 피해 감축시키며, 숙도별 수량 파악(농원내 수확적기인 딸기의 수량 파악)을 자동화하여 적절한 농원 내원자수를 설정(내원예약) 으로 비즈니스 기회를 높인다. 

로컬 5G 응용

딸기 하우스내 자율주행로봇(FARBOT, 분속 3m)에 탑재된 4K 카메라 영상(대당 20Mbps)이 딸기밭 화원의 에지서버로 스트리밍되고, 에지서버는 동영상을 파노라마 이미지로 변환한다.
   
❶ AI 병해 감지: 파노라마 이미지는 이미지 트리밍 서버로 전달되고 파노라마 이미지에서 딸기 열매 이미지만 추출되어 퍼블릭 클라우드의 병해감지 AI응용으로 전달된다. 딸기 열매의 정상, 병해 여부를 판정하여 사업장에 리포트(리포트 앱)한다. 

❷ AI 딸기숙도별 수량 파악: 파노라마 이미지는 퍼블릭 클라우드의 숙도별 수량파악 AI 응용으로 전달되고 숙도별(3단계: 수확전(백열과), 수확전(50% 숙성), 수확적기) 수량이 카운트되어 사업장에 리포트(리포트 앱)한다. 

로컬 5G 망구조: 경비절감을 위해 사업장마다 5G Core를 설치하지 않고, 코어 공유형 모델로 구축했다. 딸기밭 화원(센터)에 5G Core가 설치되고 농연기구에는 CU/DU, RU만 구축하고 딸기밭 화원의 5G Core를 공유한다. 실증사업시에는 타 농원이 농연기구 하나이지만 실증사업후 서비스 상용화시 수용 농원수 확대할 예정이다. 딸기밭 화원와 농연기구간은 NTT동일본의 폐역 VPN망을 통해 연결했다. IPsec VPN이며 Flet’s VPN Prio VPN 회선상품(1Gbps)을 이용했다. 실증지와 퍼블릭 클라우드간도 동일 VPN 회선으로 연결했다. 이용 농원이 늘어날수록 5G Core 공유로 구축/운영 비용이 더욱 절감되며, 퍼블릭클라우드의 AI 학습 정밀도도 향상된다. 

Use Case/응용별 요구 사항과 로컬 5G망의 수용/지원능력

로컬 5G 장비: Apresia (5G Core, 5G RAN)

실증과제후 사업화 계획: 2021년부터 2년간 실증 후 상용 서비스로 패키지화하여 사업화할 예정이다.  인근 딸기 농원을 대상으로 본 실증 시스템 이용자를 늘려나가고 이후 딸기뿐만 아니라 타과수 농원에도 확대 적용할 계획임.