워싱턴주는 미국에서 사과와 스위트 체리 생산을 이끌며, 이들 과일 산업은 2023년 미국 국내총생산에 20억 달러 이상을 기여했습니다. 하지만 과수원은 매년 수백 명의 인력을 고용해 수확과 전정 작업을 하는데, 인구 고령화와 이주 노동자 감소로 인해 채집 인력 부족 문제가 커지고 있습니다.
이 문제를 완화하려고 워싱턴 주립대학(WSU) 연구진은 사과 따기와 다른 과수원 작업을 보조하는 저비용 팽창형 로봇 팔을 개발했습니다. 연구 결과는 학술지 Smart Agricultural Technology에 발표되었고, 팀은 Prosser Research Extension Center와 Cornell의 Manoj Karkee와 협력해 이 팔을 자동 이동 플랫폼에 통합하는 작업을 진행 중입니다.
팔은 길이 2피트이고 금속 베이스를 포함해 무게가 50파운드 미만이며, 공기로 채운 부드러운 직물로 만들어졌습니다. 외형은 옥외 광고에 쓰이는 팽창식 튜브 인형과 비슷하지만 더 강합니다. 장치는 사과를 인식한 뒤 약 25초 만에 신장과 수축 동작으로 과일을 집어낼 수 있고, 재료 비용은 약 5,500달러입니다. 팽창식이라 가볍고 사람 근처에서 안전하며 가지나 과일을 손상시킬 가능성이 낮습니다. 또한 가지가 선형 또는 V-트렐리스 형태로 정리된 현대적 과수원에 맞춰 설계되었습니다.
WSU의 조교수이자 교신저자인 Ming Luo는 설계가 단순하고 유지관리가 쉽다고 평가했고, 박사과정 학생이자 제1저자 Ryan Dorosh는 "이처럼 저비용이고 안전한 로봇 플랫폼은 과수원 환경에 이상적이다"라고 말했습니다. 일반적인 로봇 수확기는 크고 비싸며, 사람 수확자가 사과를 3초마다 하나씩 따는 것과 비교해 이 팽창형 팔은 현재 속도가 느립니다. 연구진은 기계 부품을 다듬고 수확 속도를 제한하는 인식 시스템을 개선하며 추가 기능을 더해 상용화를 추진하고 있습니다.
- 연구 지원: National Science Foundation
- 지원 기관: USDA NIFA, Washington Tree Fruit Research Commission
- 현장 시험: Allan Brothers Fruit(Prosser)
어려운 단어·표현
- 팽창형 — 공기를 넣어 부풀어 오르는 구조
- 전정 — 나무에서 불필요한 가지를 잘라 정리하는 일
- 교신저자 — 논문에서 연락과 책임을 맡는 연구자교신저자인
- 인식 시스템 — 카메라나 센서로 물체를 찾아내는 기술인식 시스템을
- 상용화 — 연구나 제품을 시장에서 판매하는 과정상용화를
- 이주 노동자 — 다른 지역이나 나라에서 와서 일하는 사람
- 트렐리스 — 식물을 지지하도록 세운 격자 구조물V-트렐리스
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 이 팽창형 로봇 팔이 과수원 노동 문제를 어떻게 바꿀 수 있다고 생각하나요? 이유를 말하세요.
- 팽창식 재료를 사용한 장점과 단점을 과수원 환경에서 각각 하나씩 말해보세요.
- 연구진이 상용화를 위해 개선하려는 부분들을 본문을 바탕으로 정리하고, 추가로 어떤 개선이 필요할지 의견을 쓰세요.
