AI와 로봇이 농장 생산을 증가시킬 수 있을까.

미국 스타트업 아이언 옥스(Iron Ox)는 캘리포니아 산 카를로스에 완전한 자동화 농장을 만들었다. 수경재배를 위한 실내 농장은 두 대의 로봇이 농작물을 관리하고 수확한다. 이를 통해 전통 농장보다 30 배 많은 농작물을 재배한다.

미국 캘리포니아 주 산 카를로스에 소재한 Iron Ox는 2015년 브렌든 알렉산더(Brandon Alexander)와 존 비니(Jon Binney)가 설립했다. 두 기업가는 다른 여러 로봇 회사에서 근무한 경험을 바탕으로 로봇 농장을 만들기로 결정했다.

Google X 출신 알렉산더는 로봇을 사용하는 방법보다는 멋진 기술을 개발하는 것이 더 중요하다고 지적했다.  두 명의 도시 농민들도 농사가 매우 힘들다는 것을 깨달았다. 미국에서는 2000 만개가 넘는 농장과 92만5000 명의 사람들이 작물을 심고, 씨를 뿌리고, 검사 등 작업을 수행했다. 이들에게 2017 년에 총 3,500 억 달러의 생산비가 지원됐다.

도시농장은 생산 원가는 비싸지만 증가 추세다. 2050년까지 세계 인구를 먹이기 위해 농업 생산성이 60 % 증가해야 한다. 이에 회사는 농업 및 원예 지식 데이터베이스와 실내 설계용 로봇 공학을 활용하기 시작했다.  오늘날 미국에서 재배되는 잎 채소는 대부분은 캘리포니아와 콜로라도에서 생산되며, 특히 추운 겨울에도 많이 출하된다. 잎 채소는 실제로 슈퍼마켓에 도착할 때까지 2, 3 일이 걸리기 때문에 도시 근교 실내 농업이  적합하다.

“Iron Ox사는 우리는 로보틱스 방식으로 전체 성장 과정을 설계했습니다. 이는 기존 프로세스에 로봇을 추가하는 것이 아니라 로봇을 중심으로 모든 것을 엔지니어링하는 겁니다.” -Alexander

로봇 공학X농업, 새 접근방식

작물 출하가 시작된 이 회사의 첫 1,000 평방 피트 규모의 농장에는 농작물이 재배되는 대형 수경 재배 상자를 들어 올리고 움직일 수있는 앵거스라는 이름의 1,000 파운드 로봇이 있다. 로봇은 팔로 씨 뿌리기와 이식과 같은 모든 작업을 훌륭히 수행한다.

현재의 설정으로 알렉산더는 1 년에 약 2만6000 개의 식물을 생산할 수 있다. 1 에이커의 옥외 농장과 동등한 수준이다. 실내 농장의 밀집 시스템은 로메인, 버터 헤드, 케일과 같은 바질, 실란트로, 골파 및 향신료와 같은 잎이 많은 채소를 자율주행차와 유사한 센서 및 충돌 회피 시스템을 사용해 재배한다.

CEO 브랜든 알렉산더는 “Iron Ox 로봇 농장 단 한 에이커(acre)가 30 에이커 규모의 옥외 농장을 운영하는 것과 같다”고 말했다. 회사는 도심 근처에 더 작은 농장을 건설해 배송까지 신선함이 유지되는 농산물을 생산하고자 한다.

그는 “현재 농작물은  농장에서 식료품 점에 이르기까지 평균 2,000 마일을 여행하고 있는데,  많은 사람들이 1 주일 된 상추 또는 딸기를 먹고 있음을 의미한다”고 설명했다.

기계학습 활용,  스마트 농업

로봇 팔이 들어있는 곳을 관찰해보면, 손목에 스테레오 카메라가 장착되어 있다. 모드에 맞게 맞춤형으로 설계된 그리퍼로 식물을 움켜 쥔다. 팔은 서로 다른 밀도의 2 개의 트레이 사이에서 식물을 포착해 한 트레이에서 다른 트레이로 옮긴다.

팔의 카메라는 실제로 3D 이미지를 구축하면서 각 식물을 포착할 수 있다. Iron Ox의 CTO 존 비니(Jon Binney)는 “조명이 한 방향으로 또는 다른 방향으로 떨어지면 문제가 될 수 있다. 잎 가장자리에 갈색 반점이 너무 많아서 공기가 충분하지 않을 수 있다”고 테크크런치와  인터뷰에서 말했다.

Iron Ox에 따르면, 그들은 질병이 퍼지기 전에 질병이 있는 식물을 자동으로 탐지, 제거하는 기계 학습 알고리즘을 개발하고 있다. 결국 인간보다 빠르고 정확하게 온실 농장의 반복적 작업을 수행하고 그 데이터를 사용하여 프로세스를보다 효율적으로 만드는 시스템이 완성된다.

자동화된 농업은 인류의 미래가 될 것이며, 어떤 면에서는 우리의 생존을 위해 필요할 것이다. 행성의 인구가 계속 확장되는 동안 지구는 이전과 동일한 크기다. 우리는 미래 인구의 요구를 충족시키기 위해 더 똑똑해져야 한다.