여름에는 산딸기가 제철입니다. 새콤달콤하고 맛있지만 무른 과일이라 사람이 직접 수확해야 합니다. 자동화가 어렵기 때문에 농장은 높은 인건비와 일손 부족에 시달립니다. 스위스 로잔 공과대학교 연구팀은 섬세하게 산딸기를 따는 로봇 제작에 나섰습니다. 정교한 로봇 제어 기술이 필요한 작업입니다. 연구 성과는 최근 커뮤니케이션즈 엔지니어링(Communications Engineering) 저널에 자세히 소개되었습니다.

기술은 지난 수십 년 동안 성장하면서 농업에도 진출하고 있습니다. 오늘날 로봇과 센서로 농작물을 재배하는 모습은 익숙한 광경입니다. 딸기, 고추, 사과, 양상추, 토마토처럼 시간이 많이 드는 작물 농사에 기계를 도입하는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다. 하지만 농업 기계들은 상당수가 초기 단계입니다. 원하는 성과를 내기 까다롭습니다. 현장 시험으로 미세하게 조정하는 과정을 거쳐야 합니다. 비효율적이고 비용이 많이 듭니다.

로잔 공과대학교 연구팀은 로봇에게 학습 환경을 제공했습니다. 인공 산딸기와 줄기로 조절 단계를 더욱 손쉽게 만들려고 했습니다. 실리콘으로 만든 산딸기를 인공 줄기에 매달았습니다. 모조품 산딸기는 센서로 로봇이 주는 압력 수치도 기록합니다. 줄기에 연결되었을 때와 분리되는 시점에 얼마나 힘을 주는지 로봇에게 보고합니다. 로봇은 자료로 잘못된 행동을 끊임없이 수정해나갈 수 있습니다.

현시점에서는 개발이 더 필요합니다. 실제 산딸기를 사용한 실험에서 60%를 손상 없이 수확했습니다. 평균적으로 90% 정도를 손상없이 캐내는 인간 작업자에 비해 부족한 수치입니다. 로봇은 활동 반경이 좁았으며 열매가 서로 뭉쳐있으면 혼란스러워했습니다. 

더 정교한 가짜 산딸기가 해답이 될 수도 있습니다. 연구팀은 조명, 온도, 습도도 구현한 훈련장을 구축한다면 격차를 더욱 좁힐 수 있을 거라 기대합니다.

현재 엔지니어들은 제어 장치를 수정하고 시각 센서를 추가하려고 합니다. 실현된다면 로봇은 산딸기를 촉각으로 느낄 수 있을 뿐만 아니라 위치와 숙성 여부도 파악하게 됩니다. 

연구진은 올여름 조율한 로봇을 실제 산딸기밭에 투입할 예정입니다. 스위스 현지 산딸기 수확기에 얼마나 잘 작동하는지 확인하려고 합니다. 만약 성과를 보여준다면 산딸기를 넘어 토마토, 살구, 포도 같은 과일도 가짜로 만들어 기계에 학습할 계획입니다.

※이 기사는 popsci.com 원문을 바탕으로 작성됐으며, 번역은 파퓰러사이언스코리아 소속 기자가 도왔습니다.

/ 글 CHARLOTTE HU 기자 & 육지훈 기자