이 기계 엔지니어는 산딸기를 수확하기 위해 로봇을 만들고 있다.

 

세계 총 땅 면적의 약 38%는 농업을 위해 사용되지만 전 세계 빈곤 문제가 심각화되고 있으며 기후 변화, 전쟁 및 세계적인 경기 침체를 포함한 세계 질서위 위기로 인해 식량 안보 문제가 위기에 처해 있습니다.

이 문제들을 한 번으로 해결할 수 없지만, 기술은 부족한 부분을 채우고 도움이 될 수 있습니다. 기계 공학자인 Josie Hughes는 로봇이 우리의 일상 생활, 특히 음식에 있어서 어떻게 역할을 할 수 있는지를 보여주는 업무를 맡고 있다. 어린 시절 레고 로봇을 가지고 놀던 그는 이제는, 케임브리지 대학 졸업생으로 현재 스위스 로잔 연방 공과대학교의 컴퓨터 로봇 설계 및 제작 연구소를 이끌고 있으며, 그녀는 최연소 연구원 중 한 명이다.

그녀의 혁신 중 하나인 인공지능으로 작동하는 산딸기 따기 로봇은 농업을 더 효율적이고 비용을 아끼게 만들고 노동력 부족을 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 영국에서만 올 여름 밭에서 6천만 파운드(7천4백만 달러) 상당의 과일과 채소가 썩었다. 그녀의 연구 결과인 로봇이 우리들의 딸기를 어떻게 수확할 수 있는지에 대해 이야기했다.

 

농업에서 수확과 같은 일을 로봇이 어떻게 도울 수 있을까요?

로봇은 하루 24시간 일할 수 있기 때문에 수확에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 우리는 폐기물을 줄이고 품질을 향상시킬 수 있는 더 정밀한 수확(작물이 준비되었을 때만 수확)을 할 수 있습니다. 로봇은 수확과 함께 과일의 양이나 품질에 대한 농부들의 정보와 같은 데이터를 수집할 수도 있다.

로봇 수확기가 과일의 영양과 품질에 어떤 영향을 미칩니까?

로봇 수확은 우리에게 밤과 이른 아침에 수확할 수 있는 기회를 줍니다. 하루 종일 변화하는 성숙도와 수분 함량 측면에서 과일을 수확하기에 가장 좋은 시기입니다.

 

로봇은 어떻게 작동하나요?

이 로봇은 6개의 관절 로봇 팔이 장착된 4륜 베이스를 가지고 있습니다. 로봇의 팔 끝에는 수확을 위한 "그리퍼"가 있으며, 과일에 실리콘 코팅이 되어 있어 더 부드러워집니다. 그리퍼는 우리에게 과일로부터 로봇의 거리에 대한 정보를 제공하고 색감을 사용하여 산딸기를 감지하는 카메라를 가지고 있다. 손가락에 있는 추가 센서는 라즈베리에 가하는 고정력과 당기는 힘을 측정합니다. 우리는 인공지능을 사용하여 카메라 뷰 내에서 산딸기의 위치를 식별하고 잡는 손가락의 제어를 최적화했다. 수확은 완전히 자율적이지만, 로봇을 수동으로 라즈베리 공장으로 이동시킨다.

왜 산딸기를 수확하기로 선택했나요?

산딸기는 매우 깨지기 쉽고 쉽게 손상됩니다. 우리가 너무 많은 힘을 가하면, 산딸기는 뭉개집니다. 하지만 우리는 산딸기를 꼭지에서 제거하기 위해 충분한 힘이 필요합니다. 또한, 열매가 식물에서 떨어지면 덜 딱딱해지기 때문에 수확 하는 내내 힘을 조절할 필요가 있다.

 

당신이 만든 "가짜" 라즈베리는 무엇이며, 로봇을 훈련시키는 데 어떻게 도움이 됩니까?

가짜 라즈베리를 식물에서 떼어낼 때 어떻게 행동하는지를 시뮬레이션하는 장치입니다. 그것은 두 개의 자석을 분리함으로써 공장에서 떼어낼 수 있는 실리콘 외부 층을 가지고 있다. 하지만, 우리의 "가짜" 라즈베리는 특별한 것을 가지고 있다: 그것은 우리가 소프트 센서라고 부르는 것을 사용하는데, 이것은 가해진 힘에 대한 정보를 제공한다. 이 센서를 통해 사람이 라즈베리를 수확하는 방법을 기록할 수 있으며, 이는 로봇을 훈련시키는 데 사용할 수 있는 참조 또는 벤치마크를 제공합니다.

라즈베리 따는 로봇과 인간 과일 따는 로봇은 어떻게 비교되나요?

현재, 우리의 로봇은 속도가 아닌 정밀도에 최적화되어 있는 반면, 인간은 정밀도와 속도에 능숙합니다. 우리는 로봇이 사람보다 두 배 더 오래 작동한다면 비슷한 속도로 로봇의 작업 과정을 가속화하기 위해 노력하고 있습니다.

사람들은 종종 로봇에게 일자리를 빼앗기는 것에 대해 걱정합니다. 로봇이 대체할 직업은 무엇인가?

로봇이 수확하는 것은 여전히 새로운 기술이고, 이것이 일자리에 어떤 영향을 미칠지 반드시 명확하지는 않아. 하지만, 많은 농부들과 농업 단체들은 특히 이전에 매우 낮은 급여로 이주 노동자들에게 의존했던 나라들에서 수확에 필요한 노동자들을 모집할 수 없다고 말하고 있다. 이는 로봇을 긍정적으로 소개할 수 있는 기회를 제공한다.

 

로봇이 농장 노동자들에게 어떤 영향을 미치거나 환경을 변화시킬까요?

수확은 육체적으로 힘든 일이야. 태양, 비, 폭풍, 심지어 눈과 같은 요소들에 노출된 긴 시간을 가지고 있으며 농업 종사자들은 비정상적으로 높은 부상과 질병률을 가지고 있다. 대신 로봇이 농장 노동자들의 지원을 받아 힘든 노동을 할 수 있다면, 우리는 일의 질을 높이면서 채용 문제를 도울 수 있기를 바란다.

이런 로봇과 인공지능이 기후 변화 압력에 직면하여 농업을 어떻게 도울 수 있을까요?

휴즈: 로봇은 우리가 미래에 농업이 어떻게 보일지 재고할 수 있게 해주고 로봇은 우리가 현재 가지고 있는 단일 작물 밭이 아니라, 그들 자신의 성장과 토양 조건을 돕는 한 분야에서 다양한 농작물을 함께 수확하도록 도와줄 수 있다. 우리는 수확, 살충제 적용 또는 다른 모든 작업이 개별 공장에 맞게 조정되는 정밀 농업으로 이동할 수 있습니다. 살충제와 자원은 진정으로 필요한 곳에서만 사용되기 때문에 이는 전체 밭이나 농장에 상당한 영향을 미칩니다. 이는 상당한 환경적 이점 외에도 농부에게 더 저렴할 수 있습니다.

언제쯤 농장에서 이 로봇들이 사용되는 것을 볼 수 있을 것으로 예상할 수 있으며, 현재 어떤 분야에서 일하고 있나요?

수확 차량의 운전과 항법을 자동화하기 위한 추가 작업이 있지만, 우리는 그러한 로봇들이 향후 2-3년 안에 농장에서 안전하고 유용하게 작동할 수 있을 것이라고 믿습니다. 우리는 또한 블랙베리나 레드베리와 같은 다른 섬세한 베리를 수확하기 위해 유사한 접근법을 사용할 수 있는 방법을 조사하고 있습니다.