[일본] 미니토마토 수확 로봇 개발

[일본] 미니토마토 수확 로봇 개발

  첨단기술을 활용한 스마트농업이 본격적으로 확산된 지 10여 년이 지난 가운데, 일본 스타트업 토쿠이텐(トクイテン, 나고야시)이 미니토마토 수확 로봇을 개발해 실용화 단계에 들어섰다.

 

ㅁ 인력 부족 해결 위해 개발된 토마토 수확 로봇

<개발된 토마토 수확기>

출처 : 일본경제신문

 

  일본 농업은 만성적인 인력 부족에 직면해 있다. 특히 토마토 수확철에는 작업이 한꺼번에 몰리면서 지역 내에서 일손을 확보하기 위한 경쟁이 치열해진다고 한다. 이러한 노동력 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 것이 토마토 수확 로봇이다.

  차륜이 달린 로봇은 비닐하우스 내부에 설치된 레일을 따라 이동하면서 카메라를 이용해 수확 적기의 토마토를 찾아낸다. 로봇 본체에 장착된 원통형 장치가 위아래, 좌우로 움직이며 적기에 수확할 토마토를 진공청소기처럼 빨아들인다.

  수확된 토마토는 내부 컨베이어 벨트를 따라 이동해 로봇 안의 컨테이너에 담기며, 이로써 수확 작업이 완료된다.

 

ㅁ AI 영상 분석으로 수확 적기까지 판단

  이 로봇의 핵심 기술은 토마토를 인식하는 방식이다. 겉으로는 원통형 흡입 장치가 토마토를 찾는 것처럼 보이지만, 실제로는 본체에 장착된 카메라가 실시간으로 영상을 분석해 토마토의 위치를 파악하고 흡입 장치를 제어한다.

  주요 기술적 과제는 '수확 적기'를 판단하는 일이다. 토마토는 익을수록 과육이 부드러워지기 때문에 출하 거리가 먼 경우 운송 중 손상될 가능성이 커진다. 이에 따라 로봇은 출하처에 맞춰 어느 정도 익은 상태에서 수확할지를 판단하며, 이 과정에서도 카메라와 AI 영상 분석 기술이 중요한 역할을 한다.

  현재 로봇은 하루 4~5시간 정도 가동되며, 사람이 작업할 때의 약 절반 수준을 수확한다. 앞으로 성능 개선이 계속 이루어질 예정이지만, 이미 실제 농가에서 활용할 수 있는 단계에 진입했다.

 

ㅁ 집게 대신 '흡입 방식'으로 발상 전환

<로봇이 토마토를 수확하는 모습>

출처 : 일본경제신문

 

  현재의 흡입식 수확 로봇은 완성된 모습을 보면 매우 합리적인 방식처럼 보이지만, 개발 과정에서는 큰 방향 전환이 있었다.

  초기에는 집게 형태의 장치로 토마토를 집어 비틀어 수확하는 방식을 시도했다. 이는 사람이 직접 수확하는 방식과 유사했지만, 토마토의 위치를 매우 정확하게 파악해야 했으며, 운반 과정에서 떨어뜨릴 위험도 컸다.

  이에 개발진은 흡입 방식을 채택했다. 산업용 진공청소기를 이용해 시험한 결과 토마토를 안정적으로 흡입할 수 있다는 사실을 확인했다. 이 방식은 위치가 다소 어긋나더라도 토마토를 놓칠 가능성이 적으며, 흡입구에는 부드러운 실리콘 고무를 사용해 과실이 손상되는 것도 방지했다.

  토쿠이텐은 로봇의 실증 운용을 계기로 2027년에 현재 재배 시설 인근에 새로운 비닐하우스를 추가로 건설할 계획이다. 또한 농업 분야에 관심 있는 기업을 대상으로 자사의 수확 로봇을 판매하는 방안도 검토하고 있다.

 

ㅁ 시사점

　일본에서는 농촌의 고령화와 만성적인 인력 부족으로 인해 수확 자동화 기술의 실용화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 AI와 영상 인식 기술을 활용해 수확 적기를 판단하고, 흡입 방식을 적용해 농산물의 손상을 최소화한 토마토 수확 로봇은 스마트농업이 연구 단계를 넘어 실제 농가에 적용되는 단계로 진입했음을 보여준다.

  한국 기업 입장에서는 고령화와 인력난이라는 공통 과제를 안고 있는 만큼, 일본의 스마트농업 상용화 사례는 국내 농업의 생산성 향상과 노동력 부족 문제 해결을 위한 참고 사례가 될 것으로 보인다.

 

ㅁ 자료출처

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOCD120V70S6A610C2000000/

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOCD293PB0Z20C26A5000000/

 

문의 : 도쿄지사 카메이 안쥬(kanju@atcenter.or.jp)