[논문 리뷰] Agricultural Robotics: The Future of Robotic Agriculture

Tom Duckett, Simon Pearson외 28명|arXiv (Cornell University)|2018. 06. 18.

Smart Agriculture and AI인용 수 36

한 줄 요약

이 화이트페이퍼는 농업 로봇 및 자율 시스템(RAS) 분야의 최신 기술 동향을 검토하여 세계적 농업 생산 과제, 즉 인구 증가, 기후 변화 및 농촌 인구 감소를 해결하고자 한다. 이는 농업-식량 시스템 내 RAS의 도입을 가속화하기 위한 전략적 연구 및 혁신 로드맵을 제안하며, 농장에서 식탁까지의 농업 전반의 디지털 기술 전환을 강조한다.

ABSTRACT

Agri-Food is the largest manufacturing sector in the UK. It supports a food chain that generates over £108bn p.a., with 3.9m employees in a truly international industry and exports £20bn of UK manufactured goods. However, the global food chain is under pressure from population growth, climate change, political pressures affecting migration, population drift from rural to urban regions and the demographics of an aging global population. These challenges are recognised in the UK Industrial Strategy white paper and backed by significant investment via a Wave 2 Industrial Challenge Fund Investment ("Transforming Food Production: from Farm to Fork"). Robotics and Autonomous Systems (RAS) and associated digital technologies are now seen as enablers of this critical food chain transformation. To meet these challenges, this white paper reviews the state of the art in the application of RAS in Agri-Food production and explores research and innovation needs to ensure these technologies reach their full potential and deliver the necessary impacts in the Agri-Food sector.

연구 동기 및 목표

• 인구 증가, 기후 변화 및 농촌 인구 감소로 인한 글로벌 식량 체계에 가중되는 압력을 해결하기 위해.
• 농업-식량 부문 내 로봇 및 자율 시스템(RAS) 적용 분야의 핵심 격차를 규명하기 위해.
• 영국 및 글로벌 농업 분야에서 RAS 도입을 가속화하기 위한 전략적 연구 및 혁신 로드맵을 제공하기 위해.
• 영국 산업 전략의 '식량 생산 전환' 과제를 지원하기 위해 RAS 개발을 국가 및 국제적 식량 안보 목표와 연계하기 위해.
• 학계, 산업계 및 정부 간 협업을 촉진하여 농업 분야의 로봇 솔루션을 규모 있게 확산하기 위해.

제안 방법

• 농업-식량 생산 분야의 현재 RAS 기술, 특히 감지, 자율성 및 제어 시스템에 대한 종합적 검토를 수행하기 위해.
• 영국 및 국제적 연구 및 혁신 활동을 맵핑하여 개발이 미흡하거나 영향력이 큰 적용 분야를 식별하기 위해.
• 산업계, 연구계 및 정책 분야의 이해관계자들과 협력하여 핵심 기술적 요구사항과 도입 장벽을 정의하기 위해.
• 확장 가능한 구현을 위해 로봇공학, 인공지능 및 디지털 농업 기술을 통합한 체계적인 혁신 파이프라인을 제안하기 위해.
• 연구 결과를 종합하고 목표 지향적인 R&D 투자 및 정책 조치를 제안하기 위해 화이트페이퍼 형식을 활용하기 위해.
• 영국의 웨이브 2 산업 도전 기금인 '농장에서 식탁까지의 식량 생산 전환'과 일치시키기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 농업 응용 분야에서 로봇 및 자율 시스템의 현재 기능과 한계는 무엇인가요?
• RQ2 어느 RAS 기술이 지속 가능한 방식으로 식량 생산 체계를 전환하는 데 가장 높은 잠재력을 지니고 있나요?
• RQ3 로봇 농업의 규모화를 저해하는 주요 기술적, 경제적, 규제적 장벽은 무엇인가요?
• RQ4 농업-식량 가치 사슬 전반에서 영향력을 극대화하기 위해 연구 및 혁신을 어떻게 전략적으로 이끌 수 있나요?
• RQ5 로봇 농업의 도입을 가속화하기 위해 필요한 정책 및 투자 프레임워크는 무엇인가요?

주요 결과

• 식량-농업 부문은 영국에서 가장 큰 제조업 부문이며 연간 1080억 파운드 이상의 기여를 하며 390만 명의 일자리를 제공한다.
• 이 부문은 기후 변화, 고령화, 도시화 및 이주 문제로 인해 점점 더 큰 압박을 받고 있다.
• 로봇 및 자율 시스템(RAS)은 농장에서 식탁까지의 식량 생산을 전환하는 데 핵심적인 추진력으로 확인된다.
• 영국의 웨이브 2 산업 도전 기금을 통해 농업 분야의 RAS 혁신을 지원하기 위한 상당한 투자가 이루어지고 있다.
• 확장 가능한 RAS 배치를 위해 연구, 산업계 및 정책 분야의 노력이 조율된 전략적 로드맵이 제안된다.
• 로봇 농업의 기술적 장벽과 도입 장벽을 극복하기 위해 학계, 산업계 및 정부 간 협업이 필수적이다.