플리어 어플리케이션 노트

스마트 팜에서 열화상 카메라의 활용

관리자
조회수 1758

 일본의 농업은 노동자의 고령화, 후계자의 부재, TPP의 무역 자유화와 같은 심각한 문제에 직면 해있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 농업의 최적화와 자동화에 관한 연구가 진행 되고 있습니다. 도쿄 대학 (공학 대학원)의 미야케 료 교수, 아키타 현립 대학 (생물 자원 공학부)의 오가와 아츠시 교수, 히로시마 대학의 고이 데 테세시 부교수 (나노 시스템 및 바이오 시스템 연구소) RNBS), 기타 전문가들은 JST CREST에서 "견고한 현장 모니터와 결합 된 식물 성장 산정 기술 개발 및 식물 혈관 시스템을 시뮬레이션하는 마이크로 유체 모델(Development of plant growth estimation technologies combined with robust field monitors and micro-fluidic model simulating plant vascular system)"이라는 프로젝트를 진행하고 있습니다. 코이데 (Koide) 교수와 그의 팀은 농작물 재배 과정에 대한 자료를 수집하고 분석합니다. 적외선 열 화상 카메라 FLIR AX8은 재배 과정에서 작물의 온도 이미지를 제공합니다. 이 카메라는 농작물의 표면 온도를 과거에는 사용할 수 없었던 기술인 시계열로 시각화하여 농업 최적화 및 자동화에 크게 기여합니다.

 Ax8 열화상 카메라는 80 x 60 크기의 온도 정보 영상을 제공해 줍니다.







업 인구와 노화된 노련한 농부들의 전문 지식을 양도하기 위해서는 다양한 데이터를 수집해야합니다. "히로시마 대학교의 고이 데 (Koide) 조교수는 말한다.노동자의 고령화와 일본 농업의 후계자 부족으로 여러 분야에서 자동화에 대한 추진력이 모아지고 있습니다. 일본은 현재 세계에서 다섯 번째로 큰 농업력으로 알려져 있습니다. 그러나 농업 인구의 60 % 이상이 65 세 이상이며 35 세 미만의 노동 인구는 5 %만이 대표합니다.

일본의 농업에서 가장 중요한 것은 농작물 육성의 노하우를 계승하는 것이지만, 근년에는 후계자가 줄어들고 있으므로, 여러 가지 근원으로부터 그러한 노하우를 축적하고 있습니다. 그러한 데이터를 현장에서 효과적으로 사용할 수있는 방법이 점점 더 중요 해지고 있습니다. 무엇보다 비료와 영양분을 준비하는 방법을 아는 것이 중요합니다. 코이데 (Koide) 부교수는 "일본 전역에서 동일한 기후는 거의 없다"고 지적했다. "기후 환경은 다양한 요인들로 인해 일본에서도 변할 것입니다. 과거에는 토호쿠 지방이 평년과 비교했을 때 햇빛이 없었습니다. "

그러나 FLIR AX8을 사용하여 농작물의 표면 온도를 확인할 수있게되었습니다. 온도 데이터를 누적함으로써 우리는 일반적인 작물 온도 분포를 확인하는 것 외에도 특정 지역의 햇빛 시간 계산과 같은 새로운 활동을 가능하게하는 농작물의 "시각화"에 대한 연구를 수행하고 있습니다.
실제로, 매년 기상 예측이 항상 정확한 것은 아닙니다. 그러나 영구적으로 설치된 고정 카메라를 통해 온도 데이터, 열 화상 및 가시적 인 이미지를 실시간으로 그리고 주기적으로 수집 할 수 있다면 그에 따라 비료 및 영양소의 양을 조정하여 환경 변화에 적응할 수 있습니다.

적외선 카메라 FLIR AX8은 지속적으로 작물의 성장을 관찰합니다.

의 등급에 영향을주는 것은 이전에 지적했듯이 일본의 농업은 후임자 수가 점점 줄어들고 있습니다. 한편, 작물 품종 개량은 쌀 품종 수가 증가함에 따라 매우 활발합니다. 품종 개량이 추진력을 얻고 있기 때문에 현재 800 종 이상의 벼 품종이이 나라에 등록 되어있습니다.

적외선 카메라는 이러한 번식 개선 장면에서 큰 역할을합니다. 최근 일본은 기온 상승에 따라 비정상적인 날씨를 견디고있다. 더 높은 온도는 사람과 동물의 건강뿐만 아니라 농작물의 성장에도 영향을줍니다. 쌀의 경우 숙성 기간에 온도가 상승하면 식물은 미성숙 한 흰 알갱이 등으로 자라기 때문에 "고온 손상"이 발생합니다. 이것은 지나치게 높은 온도뿐만 아니라 농민들이 물과 비료를 관리하는 방법에 기인합니다. 이러한 고온 손상은 영향을받는 쌀의 등급에도 영향을 미친다.

적외선 카메라를 사용하면 고온 손상의 발생 경향에 따라 실시간으로 온도 분포 데이터와 열 화상의 연관성을 식별 할 수 있습니다. 그러한 카메라를 초기에 도입함으로써 벼 손상을 최소화하는 환경을 조성하는 것이 가능할 수 있습니다. 또한, 온도 데이터를 축적함으로써 쌀과 나뭇잎의 일광 시간과 온도 분포를 확인할 수 있으므로 적절한 습기량을 결정하여 쌀 손상을 줄일 수 있습니다. 데이터의 추가 축적은 우리가 기존의 노하우만으로는 불가능한 다음 해에 재배를 가속화할지 또는 지연 시킬지에 대한 결정을 내리는 데 도움이 될 것입니다.

적외선 카메라는 잎 온도의 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있기 때문에 이러한 상황에서 효과적입니다. 종래에는 광합성의 상태를 챔버에 넣어서 측정하는 경우가 많았지 만, 적외선 카메라를 사용하여 잎에 스트레스를주지 않고 잎의 온도를 측정하고 온도와 증산의 관계를 밝힐 수있었습니다.

이러한 국가 관측을 통한 쌀 관리는 쌀의 질을 향상시킬뿐만 아니라 고온 손상 및 기타 요인으로 인한 등급 저하를 방지 할 가능성이 높습니다. "미래에는 히로시마 현의 지역 농작물에 적외선 카메라를 적용 할 수 있도록 연구를 더욱 발전시키고 싶습니다."고이 데 (Koide) 조교수는 말한다.

업의 미래 전망 코이데 조교수의 목표는 "차세대 경작 기술을 실용화하고 농민들 사이에서 이미지 센싱 기술을 광범위하게 사용하면서 그러한 기술의 사용 용이성을 추구하는 것"입니다. 전통적으로 농업 기술은 주로 농부의 노하우와 경험을 토대로 개발되었습니다. 실시간으로 온도 데이터를 주기적으로 수집하고 이러한 데이터를 사용하여 쌀과 쌀 잎 온도의 경향 그래프를 얻는 것은 상당히 새로운 경험입니다. 온도 추세에 대한 기록을 유지함으로써 농부들은 광합성의 상태를 측정 할 수 있습니다. FLIR AX8은 고온 손상의 경향을 시각화하는 데 매우 중요한 역할을합니다.
현재 참여 대학들은 JST CREST 연구 프로젝트를 통해 차세대 재배 기술에 유용한 센서 및 센싱 정보를 찾고 있습니다. 이 중 FLIR 적외선 카메라는 온도 데이터와 이미지를 수집하고 처리 할 수있어 농업 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다. 일본 농업의 생산성 향상을 기대하면서 적외선 카메라를 포함한 이미지 센싱 기술이 차세대 재배 기술 개발에 기여할 것으로 믿습니다.