이경환 교수팀, 농업 공간지능 구현

전남대 연구진이 드론 영상과 지상 라이다 데이터를 통합하는 인공지능(AI) 기술을 통해, 복잡한 농업 환경을 3차원으로 정밀하게 재현하고 이해하는 ‘농업 공간지능’ 구현에 성공했다.

20일 전남대에 따르면, 융합바이오시스템기계공학과 이경환 교수팀의 이번 성과는 농업 인공지능 분야의 세계 최상위 학술지인 Artificial Intelligence in Agriculture(IF 12.4, 상위 0.5%)에 게재되며, AI기반 디지털농업 기술의 세계적 연구 경쟁력을 입증했다.

연구팀은 서로 다른 시점과 형태의 데이터를 하나의 좌표계로 정밀하게 연결하는 크로스모달 AI 기술을 기반으로, 과수원과 같은 비정형 환경에서도 안정적으로 동작하는 새로운 공간 인식 방법을 제시했다.

특히, 트랜스포머 기반 딥러닝 구조를 활용해 공중 영상과 지상 센서 데이터를 정밀하게 정합하는 기술을 개발함으로써, 기존 위성항법(GNSS)에 의존하던 위치추정 방식의 한계를 극복했다.

이를 통해 센티미터 수준의 정밀 위치 인식과 3차원 환경 모델링을 동시에 구현하며, 실제 농업 현장 적용 가능성을 크게 높였다.

이번 기술은 지도 생성 수준을 넘어, 농업 환경을 ‘이해’할 수 있는 구조로 확장된 것이 특징이다.

연구팀은 이를 통해 과수원의 구조적 특성과 공간적 관계를 정밀하게 분석할 수 있는 기반을 마련했으며, 향후 작물 생육 분석, 작업 계획 최적화, 생산성 예측 등 다양한 지능형 농업 서비스로의 확장이 가능함을 입증했다.

이번 연구의 가장 큰 의의는 농업 환경을 측정하는 수준을 넘어, 인식하고 판단할 수 있는 ‘공간지능’ 체계를 구현했다는 점이다.

이는 향후 농업 로봇이 인간의 개입 없이도 환경을 이해하고 자율적으로 작업을 수행할 수 있는 기반 기술로 활용될 수 있다.

이경환 융합바이오시스템기계공학과 교수는 “이번 연구는 공중과 지상 데이터를 통합해 농업 환경을 정밀하게 이해하는 새로운 접근을 제시한 것”이라며 “향후 다양한 작물과 농업 환경으로 확장해 완전 자율형 AI 농업 시스템 구축의 핵심 기술로 나가겠다”고 밝혔다.

한편, 해당 기술은 디지털 트윈, 자율주행 로봇, 데이터 기반 의사결정 기술 등과의 융합이 가능해 향후 디지털농업 산업 전반에 걸쳐 파급효과를 가져올 것으로 기대된다.

이번 연구는 BK21 4단계 IT-Bio융합시스템농업교육연구단, 농림축산식품부 농식품과학기술융합형연구인력양성사업, 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원 인공지능융합혁신인재양성사업의 지원을 받아 수행됐다.