새싹채소 스마트 팜 구현을 위한 실험계획법과 데이터분석 기반의 작물재배기 및 생육조건 최적화 기술 개발

최근 웰빙에 대한 관심과 간편식의 유행으로 새싹채소 수요는 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 새싹채소는 대표적인 시설재배 작물로서 일반적으로 빛, 온도, 습도, 양액, 공기 등을 통제할 수 있는 식물공장에서 대규모로 재배가 이루어지고 있다. 한편, 정부는 4차산업혁명에 대응하여 IoT, 빅데이터 등의 최신기술을 활용해 생육환경을 최적화하고 자동제어하는 스마트팜 기술 구현을 위한 연구개발을 적극적으로 추진하고 있다. 하지만, 국내 새싹채소 재배농가들은 규모가 영세하여 스마트팜 구현에 필요한 데이터 분석 및 최적화 기술에 대한 투자여력과 역량이 부족하다. 뿐만 아니라, 데이터에 기반한 생육모델 수립 및 생육조건 최적화에 대한 국내의 기술개발 및 연구는 전반적으로 미흡한 실정이다. 따라서 본 프로젝트에서는 새싹채소(무순)를 대상으로 스마트팜 구현을 위한 작물재배기(CU-FARM)을 제작하고, 이를 기반으로 실험계획법 및 데이터 분석 기법을 활용한 “무순재배 생육조건 최적화” 방안을 제시하고자 한다. 본 프로젝트의 수행 절차는 크게 3단계로 구성된다. 첫 번째로, 아두이노를 활용해 온도, 습도, 일조량 제어가 가능한 작물 재배기(CU-FARM) 2대를 직접 설계 및 제작하고 Data 수집체계를 구축하였다. 두 번째로, 3차에 걸친 예비실험을 통해 재배기의 성능검증과 생육데이터 측정방법을 정립하였다. 세 번째로, 온도와 일조량을 요인으로 실험계획을 수립하고, 2차에 걸쳐 실험을 반복적으로 수행하면서 문제점을 파악하고 개선하여 무순의 재배방법을 정립하였다. 그리고, 실험계획을 통해 수집된 다양한 생육조건에서의 데이터를 분석하여 재배일수에 따른 생육모델(길이,무게)을 기반으로 경제성을 고려한 생육조건 최적화 방법을 도출하였다. 본 프로젝트를 통해 데이터 기반의 지능형 스마트팜 구현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.