중국 농업의 미래: 인공지능 토마토 수확 로봇, 인력난 해소와 효율 증대 기대

중국 상하이 충밍의 한 표준화된 토마토 온실에서 국내 최초의 이족 보행 휴머노이드 토마토 수확 로봇이 성공적으로 가동되었습니다. 이러한 해외 사례는 한국 시설 농업의 스마트화 및 인력 부족 문제 해결에 대한 중요한 시사점을 제공합니다.

중국 최초, 로봇 토마토 수확 시대의 개막

지난 5월, 중국 상하이 충밍의 대규모 토마토 온실에 약 1.7미터 높이의 신형 로봇이 등장했습니다. 이 로봇은 경작지 사이의 레일을 따라 부드럽게 움직이며, 유연한 두 개의 기계 팔을 뻗어 가지와 잎 사이를 정밀하게 오갔습니다. 왼팔은 과경을 자르고 오른팔은 토마토를 받아서 수납 바구니에 안전하게 담는 일련의 동작을 빠르고 부드럽게 수행했습니다.

기존 시설 농업의 한계 극복을 위한 혁신

현재 중국의 시설 농업 규모는 지속적으로 확대되고 있지만, 토마토와 같은 고부가가치 과채류의 수확 과정에서는 여전히 높은 인력 의존도와 높은 비용 문제가 존재합니다. 기존의 전통적인 수확 로봇들은 대부분 단팔 구조로, 유연성이 부족하고 환경 인식 능력이 미흡하여 ‘정확하게 보지 못하고, 명확하게 식별하지 못해’ 오수확이나 누락이 자주 발생했습니다.

게다가 토마토와 같은 작물은 껍질이 연약하여 일반적인 기계식 집게는 압착 손상을 일으켜 상품 가치를 떨어뜨리는 경우가 많았습니다. 이러한 산업의 공통적인 문제점들은 스마트 농업 장비의 규모화된 적용을 가로막는 걸림돌로 작용해왔습니다.

‘지혜의 눈’, ‘스마트한 두뇌’, ‘휴머노이드 양팔’: 핵심 기술의 결합

마오중화 교수는 복잡한 밭 환경에서 ‘정확하게 보고, 명확하게 생각하며, 능숙하게 작업하는’ 도전 과제에 직면하여, 연구팀이 10여 년간 구현 지능 및 로봇 분야를 심도 있게 연구했다고 설명했습니다. 인공지능, 기계 공학, 제어 과학 등의 학문적 축적을 바탕으로 자율 내비게이션, 구현 지능, AI 대규모 모델 등 핵심 기술을 융합하여, 라인 제어 섀시부터 지능형 제어 시스템에 이르는 풀 스택 기술을 자체 개발했습니다. 이는 로봇이 ‘눈’으로 보고, ‘뇌’로 계산하며, 사람과 같은 ‘두 손’으로 협력하는 능력을 갖추게 하여 전통적인 수확 기계의 여러 단점들을 한꺼번에 해결했습니다.

좁은 온실 환경에 최적화된 이동 기술

또한, 온실의 좁은 공간에서의 작업 난제를 해결하기 위해 연구팀은 육상 및 레일 겸용 와이어 제어 섀시를 자체적으로 설계하여 로봇에 ‘게걸음 스티어링’이라는 독특한 능력을 부여했습니다. 네 개의 바퀴가 동시에 회전할 수 있어 로봇이 게처럼 옆으로 이동할 수 있습니다. 후진이나 큰 회전 없이도 제자리에서 유연하게 방향을 전환하고 자율적으로 레일을 변경할 수 있어, 좁은 경작지 사이의 공간과 복합 레일 작업 환경에 모두 적응할 수 있습니다.

고정밀 자율 내비게이션과 결합하여 로봇은 작업 라인에 정확하게 맞춰 배치되며, 구조물에 부딪히거나 덩굴을 손상시키지 않고 전체 재배 구역을 빠짐없이 커버할 수 있습니다.

지속적인 발전과 상용화를 향한 계획

마오중화 교수는 앞으로 연구팀이 연속 작업 정밀도 유지, 전 과정 자율 운행 안정성, 지능형 자율 진화 능력이라는 세 가지 방향에 초점을 맞춰 지속적으로 연구에 매진할 것이라고 밝혔습니다. 이를 통해 장비의 비용 효율성을 더욱 최적화하고 산업화 및 대규모 상용화를 가속화할 계획입니다.