농촌진흥청은 시설작물 재배 시 필요한 육묘 공정 중 열매모종(접수)과 뿌리모종(대목)의 절단, 집게 꽂기 등 장시간 단순 반복으로 힘든 접붙이기작업을 영상기술을 적용해 자동화한 초정밀 접목시스템을 개발했다고 7일 밝혔다.

이번에 개발한 접목시스템은 열매모종과 뿌리모종을 접붙이는데 작물마다 휘어진 정도가 달라 어려웠던 두 모종의 절단면 상태 정보를 정밀하게 파악할 수 있게 두 대의 카메라를 설치해 얻은 영상정보로 절단면이 정확히 맞붙도록 한 기술이다.

개발된 시스템은 외국의 접목장치와 달리 수박, 오이 등의 박과류와 토마토, 가지 등 가지 과 작물 모두에 접붙이기 작업이 가능한 장점이 있다.

토마토, 가지, 수박, 오이 등 과채류는 접붙이기가 필요한 작물이다.

우리가 소비하고 있는 과채류의 60% 이상이 접붙이기를 거쳐 육묘된 모종으로 재배되고 있으며 수박, 참외, 오이 등의 품목은 90% 이상의 모종이 접붙이기 작업을 거치고 있다.

현재 수작업으로 진행되는 접목작업 순서.(제공=농촌진흥청)

접붙이기는 모종준비, 뿌리모종 및 열매모종 절단, 절단면 접합, 집게고정, 접목묘 심기 등 6단계의 작업으로 구성돼 있으며, 육묘 과정에서 소요되는 총 노동시간의 40%를 차지할 만큼 중요한 작업이다.

접붙이기는 품종에 따라 10~20일 전후로 육묘된 모종을 이용하기 때문에 육묘온실의 환경에 따라 줄기가 휘어지는 정도가 달라 작업의 정밀도를 높이기가 어려웠다.

이번에 개발된 기술은 카메라 영상을 통해 인식된 모종 줄기의 절단면이 가상으로 설정한 중심선에서 벗어난 정도를 영상처리를 통해 정밀하게 계산하여 절단면이 서로 오차 없이 완전하게 붙을 수 있도록 했다.

또한 토마토, 가지, 고추 등 가지과 작물에 대해서는 접목시스템의 모종 공급부에 자동으로 모종을 투입할 수 있는 기술도 개발됐다.

열매모종은 접붙이기를 위한 줄기 절단 부위가 일정해야 하므로 뿌리부분이 절단된 모종을 직접 공급하게 된다.

뿌리모종은 종이포트에서 육묘된 모종을 로봇 팔이 육묘트레이에서 뽑아내어 자동으로 접목시스템에 공급하도록 했다.

특히 모종이 자동으로 공급되는 초정밀 접목시스템은 영상인식 기술의 적용을 통해 접목성공률 95% 이상의 성능을 가지고 있다. 모종 자동 공급장치와 이중 카메라가 없는 기존의 접목장치에 비해 50% 정도의 노력절감이 가능하다.

농진청은 이번에 개발한 영상인식 기술을 이용한 초정밀 접목시스템에 대한 특허를 출원해 산업체에 기술이전을 했다. 올해 10대가 중국, 인도, 루마니아, 요르단 등으로 수출됐고 현재 중국, 터키 등에 20여 대의 수출 계약이 진행 중에 있다.

강동현 농진청 에너지환경공학과 농업연구사는 “이번에 개발된 영상인식 초정밀 접목시스템은 단순 반복 작업으로 힘들었던 접붙이기 작업에 대한 노력을 크게 절감할 수 있다“면서 ”고품질 공정육묘 생산기술의 실용화를 위한 한 차원 높은 4차산업혁명의 초석이 될 수 있을 것”이라고 말했다.