AI 강화 디지털 카메라로 토양 수분 모니터링 혁신

유엔은 현재 물 사용 패턴이 계속된다면 2050년까지 지구 많은 지역에서 농업용 담수 수요를 충족하지 못할 것으로 예측합니다. 이 글로벌 딜레마의 한 해결책은 더 효율적인 관개 개발이며, 그 핵심은 정밀 토양 수분 모니터링으로, 센서가 '스마트' 관개 시스템을 안내해 물이 최적 시점과 속도로 공급되게 합니다.

현재 토양 수분 감지 방법은 문제가 있습니다. 매립형 센서는 기질 염분에 취약하고 연결용 특수 하드웨어가 필요하며, 열화상 카메라는 비싸고 햇빛 강도, 안개, 구름 등 기후 조건에 영향을 받습니다.

남호주 대학교와 바그다드 중동 기술대학교 연구자들이 거의 모든 상황에서 정밀 토양 모니터링을 간단하고 저렴하게 만들 수 있는 비용 효율적 대안을 개발했습니다. 표준 RGB 디지털 카메라를 사용해 다양한 조건에서 토양 수분을 정확히 모니터링하는 시스템을 성공적으로 테스트했습니다.

이 시스템은 표준 비디오 카메라로 토양 색상 차이를 분석해 수분 함량을 결정합니다. 다양한 거리, 시간, 조도 수준에서 테스트했으며 매우 정확한 것으로 나타났습니다. 카메라는 인공신경망(ANN), 즉 연구자들이 다양한 하늘 조건에서 다른 토양 수분 수준을 인식하도록 훈련시킨 머신러닝 소프트웨어와 연결됐습니다.

이 ANN을 사용하면 모니터링 시스템을 모든 위치의 특정 토양 조건을 인식하도록 잠재적으로 훈련시킬 수 있어, 각 사용자에 맞게 맞춤화하고 변화하는 기후 조건에 맞게 업데이트해 최대 정확도를 보장할 수 있습니다.

"네트워크가 한번 훈련되면 토양 외관을 원하는 상태로 유지함으로써 제어 관개가 가능해질 것입니다."라고 자반 찰(Javaan Chahl) 교수가 말했습니다.

"이제 모니터링 방법이 정확하다는 것을 알았으니, 우리 알고리즘 기반의 비용 효율적 스마트 관개 시스템을 설계할 계획입니다. 마이크로컨트롤러, USB 카메라, 워터 펌프를 사용해 다양한 토양 유형에서 작동할 수 있습니다. 이 시스템은 비용, 가용성, 변화하는 기후 조건 하 정확성 측면에서 농업 관개 기술 개선 도구로서 약속을 지닙니다."