참외 온실 방제 자동화 장치 개발에 관한 연구 = Development of Automated Pest Control System for Oriental Melon Greenhouses

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 토경 재배 참외 온실에서 병해 발생 시 자동으로 방제를 수행할 수 있는 장치를 개발한 것이다. 개발된 장치는 이동부, 방제부, 제어부, 인식부로 구성되며, 접이식 붐대와 개별 제어가 가능한 노즐을 이용해 부분 방제와 전면 방제를 모두 수행할 수 있다. 방제부는 좌·우 각 5개씩 총 10개의 노즐로 구성되어 있으며, 접이식 구조로 설계되어 20×20 1.2T 각형 강관을 사용함으로써 경량화를 달성하였다. 제어부는 PLC와 HMI 기반의 GUI 환경으로 구성되어 사용자가 직관적으로 장치를 제어할 수 있다. 인식부는 AI Hub에서 제공하는 참외 병해 데이터를 활용하여 노균병, 노균병 유사, 정상, 흰가루병, 흰가루병 유사 등 5단계로 병해를 분류한다. 제어 알고리즘은 온실 내부의 환경 파라미터를 입력받아 그리드를 생성하고, 탐지된 병해 위치로 장치를 이동시켜 자동 방제를 수행한다. 성능 시험 결과, 제안된 장치는 0.5 m 높이에서 0.4 m², 0.3 m 높이에서 0.2 m²의 면적을 방제할 수 있었다. 전면 방제 시 약액 사용량은 5 L/min이었으며, 배터리 구동시간은 약 2시간으로 확인되었다. 따라서 개발된 자동화 방제 장치는 고온다습한 참외 온실 환경에서 병해 확산을 효과적으로 억제하고, 농작업자의 안전성을 향상시키는 데 기여할 것으로 기대된다.