[미래의 농어촌]병해충 AI로 잡아낸다…농업 4차산업혁명 이끄는 농진청 ‘NCPMS’

농진청, 병해충 예측‧진단‧방제 총괄 ‘국가농작물병해충관리시스템’ 구현

국내 최초 인공지능 탑재한 자동예찰시스템 개발 성공…내년 상용화

수액을 빨아 먹어 나무를 말라 죽게 하는 미국선녀벌레. [사진 = 농촌진흥청 제공]

빅데이터와 인공지능(AI) 등을 활용해 농가의 ‘골칫거리’인 병해충 발생을 미리 예측하고, 신속한 진단을 내려 사전에 피해확산을 차단하는 시스템이 구축됐다. 이에 따라 농가 소득 보전과 방문 비용을 절감하는 데 실질적인 도움이 되고 있다.

농업이 4차 산업혁명에 빠르게 적응할 경우, 과거의 한계를 뛰어넘어 발전할 수 있다는 가능성을 보여준 것이다.

◆병해충 예측‧진단‧방제 총괄 ‘국가농작물병해충관리시스템’

농촌진흥청이 병해충 예찰‧예측‧진단‧방제를 총괄하는 종합적 ‘국가농작물병해충관리시스템(NCPMS)’을 구현했다.

NCPMS는 농작물에 대한 생육정보와 병해충 예찰·예측조사 자료를 표나 문자서비스 등으로 실시간 제공한다.

NCPMS는 특히 빅데이터 등을 활용, 9개 작목 47종의 병해충에 대한 예측정보를 제공한다. 병해충 관련 자료를 수입하는 관찰포와 예찰포는 전국에 각각 2120개소, 141개소에 달한다.

생육정보와 병해충 예찰은 14개 작목(벼·감귤·고추·마늘·무·배·배추·보리·복숭아·사과·양파·콩·포도·단감)이다.

분류별 상세검색 기능도 있다. △병 △병원체 △해충 △곤충 △천적 △잡초 등 생물정보의 분류별 검색과 통합검색을 통해 생태‧분포‧피해사진 등 도감정보와 농업기술종합정보를 제공한다.

농업현장에서 수시로 발생하는 병해충 진단 관련 민원을 즉석에서 해결하기 위해 농업인이 사진을 통해 병해충을 간이 진단하고, 결과정보를 획득할 수 있는 서비스도 제공한다. 농업인이 쉽게 병해충진단시스템을 이용할 수 있도록 스마트폰 앱을 개발해 보급했다.

병·해충 이미지 검색을 할 수 있어 자가 진단이 가능하고, 전문가에게 진단을 의뢰할 수 있다. 농진청은 전국 농촌진흥기관 병해충 전문가를 연결하는 전문가 진단의뢰 시스템을 구축, 농업인이 손쉽게 전문가 진단 서비스를 받을 수 있도록 했다.

병해충 발생 시 신속한 정보제공 및 병해충 확산 방지로 농업인의 피해를 최소화할 수 있는 기반을 마련한 것이다. 이로써 농업인은 내 농장과 주변의 병해충 발생상황을 고려, 적기에 방제가 가능하게 됐다.

[사진 = 농촌진흥청 제공]

◆인공지능 탑재한 ‘자동예찰시스템’··· 내년 상용화

농진청은 국내 최초로 인공지능(AI)을 활용한 멸구류 자동예찰 시스템 개발에 성공, 내년부터 상용화에 나설 예정이다.

농진청 관계자는 “멸구 인식에 최적화된 딥러닝 알고리즘을 개발, 실시간으로 멸구 이미지를 자동으로 판독해 관련 정보를 제공할 수 있는 자동예찰 기능”이라고 설명했다.

농진청은 중국과 동남아 등에서 우리나라로 날아오는 비래해충인 애멸구‧벼멸구‧흰등멸구 등을 효과적으로 방제하기 위해 전국 40개소에 무인공중포충기를 설치했다.

지금까지 포집된 곤충은 카메라로 촬영하고, 촬영된 이미지를 시·군센터 담당자가 육안으로 멸구를 분류해 개체수를 산출해 왔다. 그동안 많은 시간이 소요돼 조기 방제가 힘들었다는 얘기다.

자동예찰시스템은 이런 단점을 극복, 이미지를 자동으로 인식할 수 있다. 특히 이번에 개발된 ‘인공지능 활용 벼멸구 자동예찰 시스템’은 4차 산업혁명의 신기술인 AI가 최초로 농업분야에 적용된 사례다.

자동예찰시스템은 전국 40개소에서 수집된 2015~2016년도 멸구 이미지 9852장과 원본 이미지 5000여장을 대상으로 딥러닝에 필요한 학습데이터를 구축했다.

구축된 학습데이터를 활용해 1차로 곤충의 위치를 인식하고, 2차로 일반곤충과 멸구를 구별할 수 있다. 애멸구‧흰등멸구‧벼멸구 등 멸구의 종류를 인식할 수 있도록 단계별 딥러닝 알고리즘 3종도 개발했다.

농진청에 따르면, 이번에 개발된 딥러닝 알고리즘은 기존 전문가의 육안 예찰 결과 대비 90% 수준의 정확도를 갖췄다.

이에 따라 병해충 발생상황을 신속하고 정확하게 관측해 적기방제를 통한 농작물 피해 및 방제 비용을 최소화하고, 시·군 농업기술센터의 병해충 예찰업무 경감을 기대할 수 있게 됐다.

자동예찰시스템은 ‘2017년도 대한민국 전자정부 대상’ 경진대회에서 우수사례로 선정, 행정안전부장관 상을 수상했다. 올해 시범 적용을 거쳐 내년에 상용화될 예정이다.

농진청 관계자는 “빅데이터·AI 등 지능정보기술을 활용, 4차 산업혁명 시대가 미래농업 발전에 새로운 기회가 될 수 있도록 하겠다”고 말했다.