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밭 노지 환경 주행을 위한 모듈형 농업 로봇 플랫폼에 대한 연구
A Study on Modular Agricultural Robotic Platform for Upland 원문보기

로봇학회논문지 = The journal of Korea Robotics Society, v.15 no.2, 2020년, pp.124 - 130  

조용준 (KIRO) ,  우성용 (KIRO) ,  송수환 (KIRO) ,  홍형길 (KIRO) ,  윤해룡 (KIRO) ,  오장석 (KIRO) ,  김준성 (KIRO) ,  김동우 (KIRO) ,  서갑호 (KIRO) ,  김대희 (Smart farm Center)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper designed modular agricultural robotic platform capable of a variety of agricultural tasks to address the problems caused by a decline in agricultural populations and an increase in average age. We propose a modular robotic platform that can perform many tasks required in field farming by ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러므로 한국형 밭 농업 특성에 부합하면서도 고령자 및 여성 농업인이 운용하기 손쉬운 자동 소형 농기계 개발이 시급하고 중요한 상황이다. 본 연구에서는 농작업 노동력 절감 및 작업 능률을 극대화할 수 있도록 밭 노지에서 다양한 작물과 재배양식에 적용할 수 있는 모듈형 농업 로봇 플랫폼을 개발하여[12], 안정적인 밭 환경에서의 운전을 위해 요소별 주행 평가를 통해 성능을 검증하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선진국 농기계 업체는 어떠한 연구개발이 진행중인가? 국내 밭 농업은 소량 다품종 생산의 노동집약적 산업 구조로 되어 있어 낮은 기계화율, 노동력 부족 등으로 타 산업에 비해 경쟁력이 취약하며 농기계 산업 또한 원천핵심 및 부품소재 분야에서 선진국 대비 70% 이하의 기술 수준으로 미래 수요에 대비한 무인운전 및 자동제어 기술 등의 원천핵심 기술 개발이 시급한 실정이다[1]. 선진국 농기계 업체의 경우 GPS (Global Positioning System), GIS (Geographic Information System), 영상카메라, 생육계측센서 등을 이용한 무인운전 및 자동 제어기술 개발[2-8] 등에 집중 연구개발 중이지만, 국내에서는 본격적인 로봇기술의 적용은 아직 이루어지지는 않았고, 국내 일부 농기계 전문업체가 로봇 기술을 적용한 자율 주행 트랙터[9-11] 등에 관심을 보이는 수준이며, 국가 주도의 소규모 사업만이 진행 중인 상황이다. 관련 시장 현황에서도 스마트 농업 관련 시장은 지속적으로 확대되고 있으나, 대부분 외산 기계에 의존하고 있다.
모듈 교체형 로봇 플랫폼의 장점은 무엇인가? 미래 농업에서는 인간의 노동력에 의존하는 산업구조에서 탈피하여 4차 산업과 맞물려 첨단기계 및 로봇 기반으로 작물을 재배 및 관리하는 스마트 팜 구조로 탈바꿈할 것으로 예상된다. 이에 따라 본 연구에서도 공용 로봇 플랫폼에 작업 모듈만 교체함으로써 밭 농업에서 필요한 여러 가지 작업을 모두 수행할 수 있도록 하는 모듈 교체형 로봇 플랫폼을 제안하였다. [Fig.
본 논문에서 사용된 모듈형 농업 로봇을 설명하라 1]에서는 앞서 설명한 모듈형 농업 로봇 개념도를 나타낸 것이다. 공용으로 사용되는 로봇 플랫폼의 중앙 부분은 목적에 맞게 작업 모듈을 탈·부착할 수 있도록 공간이 마련되어 있고, 주행부는 작업 중 고랑 이동 시 작동반경을 최소화하기 위해 4WD/4WS 방식을 채택하였다. 또한 각 바퀴에 높낮이를 조절할 수 있는 자세제어 시스템을 구성하고 있어 경사지 주행, 운반 수평 운반, 정식기 사용 등 작업종류에 따라 지면과 수평을 맞춰야 하는 상황에 대한 대응이 가능하도록 하였다.
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참고문헌 (12)

  1. L. Grimstad, C. D. Pham, H. T. Phan, and P. J. From, "On the design of a low-cost, light-weight, and highly versatile agricultural robot," 2015 IEEE International Workshop on Advanced Robotics and its Social Impacts (ARSO), Lyon, France, 2015, DOI: 10.1109/ARSO.2015.7428210. 

  2. A. Suprem, N. Mahalik, and K. Kim, "A review on application of technology systems, standards and interfaces for agriculture and food sector," Computer Standards & Interfaces, vol. 35, no. 4, pp. 355-364, Jun., 2013, DOI: 10.1016/j.csi.2012.09.002. 

  3. Y. Zhao, L. Gong, Y. Huang, and C. Liu, "A review of key techniques of vision-based control for harvesting robot," Computers and Electronics in Agriculture, vol. 127, pp. 311-323, Sept., 2016, DOI: 10.1016/j.compag.2016.06.022. 

  4. D. C. Slaughter, D. K. Giles, and D. Downey, "Autonomous robotic weed control systems: A review," Computers and Electronics in Agriculture, vol. 61, no. 1, pp. 63-78, 2008, DOI: 10.1016/j.compag.2007.05.008. 

  5. W. K. Kim, D. G. Kim, and S. H. Yang, "Recognition of agricultural components using IR image for agricultural field robots," ICROS Annual Conference 2018, pp. 335-336, 2018, [Online], https://dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeIdNODE07449969. 

  6. C. W. Kim and J. H. Seo, "A Bio Inspired Control Strategy for a Mecanum-Wheeled Robot Position Control," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, vol. 23, no. 12, pp. 1055-1062, Dec., 2017, DOI: 10.5302/J.ICROS.2017.17. 0197. 

  7. K. K. Ko, S. Yang, and I. Jang, "Real-Time Tomato Ripeness Classification System based on Deep Learning Model for Object Detection," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, vol. 24, no. 11, pp. 999-1004, Nov., 2018, DOI: 10.5302/J.ICROS.2018.18.0166. 

  8. V. Subramanian, T. F. Burks, and A. A. Arroyo, "Development of machine vision and laser radar based autonomous vehicle guidance systems for citrus grove navigation," Computers and Electronics in Agriculture, vol. 53, no. 2, pp. 130-143, Sept., 2006, DOI: 10.1016/j.compag. 2006.06.001. 

  9. H. Mousazadeh, "A technical review on navigation systems of agricultural autonomous off-road vehicles," Journal of Terramechanics, vol. 50, pp. 211-232, Jun., 2013, DOI: 10.1016/j.jterra.2013.03.004. 

  10. E. S. G. Leonardo, S. H. Guillermo, and R. G. Adriana, "Design and test of a path tracking controller to a high capability agricultural," 5th International Conference on Mechatronics and Robotics Engineering, pp. 60-64, Feb., 2019, DOI: 10.1145/3314493.3314514. 

  11. B. S. Blackmore, H. W. Griepentrog, H. Nielsen, M. Norremark, and J. Resting-Jeppesen, "Development of a Deterministic Autonomous Tractor," CIGR International Conference, pp. 1-8, Beijing, China, 2004, [Online], https://www.researchgate.net/publication/257157920_Development_of_a_deterministic_autonomous_tractor. 

  12. S. H. Song, J. S. Oh, H. G. Hong, S. Y. Woo, K. H. Seo, and D. H. Kim, "Robot platform design for multipurpose field farming," KSMTE Conference 2018, pp. 148, 2018, [Online], https://dbpia.co.kr/journal/articleDetail?nodeIdNODE09224404. 

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