1		수요조사서(RFP)

1. 제안기술 정보
과 제 명	RTK-GPS 기반의 무한궤도식 경운작업기 플랫폼을 이용한 자율주행 통합제어기 기술개발
실증환경	노지				□ 과수 농업				□ 기타 ( )
	밭 노지 면적: 10ha 이상, 논 면적 1ha 이상 / 전력 환경: 3상 380V 10kW
실증작물	논, 옥수수, 고구마, 감자, 양파 등
분 야	데이터		□ 로봇		인공지능		자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	클라우드		사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	트랙터		경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		작업기	□ 수확기
	□ 병해충		□ 시비		□ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성	□ 필요성 ○ 최근 농가인구의 감소로 농기계는 대형화되고 편리한 기계에 대한 요구도가 높아 지고 있다. 특히 산업 분야에서 다양하고 우수한 성능을 가진 센서와 액추에이터 가 개발되면서 농업 자동화 기술에 그 활용성이 늘고 있으며 이를 통해 농업 생 산성을 높이고 노동력 투입을 줄이는 스마트팜 및 스마트농업은 국내외 국가의 정부 주도로 연구개발 및 상용화가 빠르게 전개되고 있다, ○ RTK-GPS기반의 자율 주행은 노지에서 일정한 선을 따라 겹치지 않고 반복적으 로 주행을 할 수 있기 때문에 작업의 효율성이 높아지고 경운작업, 정지,배토작 업등을 필요한 곳을 정확하게 투입 작업하므로 생산성을 최대화하고 환경에 영향 을 최소화하는 정밀농업(Precision Agriculture, PA)을 원천기술의 확보와 발전 위해 본 과제 필요성이다. ○ 4차 산업의 밭작물 스마트농업의 산업화 ⦁세계적인 인구증가, 경작지 및 농업인력 감소에 따른 정체된 농업생산량 증대와 생산성 향상 등의 과제를 해결하기 위하여, 세계 각국은 기존 농업기술에 IoT, 빅데이터, AI, 첨단정보통신, 지능형 로봇 등의 4차 산업혁명 혁신기술을 접목ㆍ활용되고 있거나, 활용에 적극 추진하고 있다. ⦁4차 산업혁명 핵심 기술이 접목된 혁신적 농업방식은 스마트팜(Smart Farm), 스마트농업(Smart Agriculture) 또는 로봇 정밀농업(Precision Robot Farming) 등으로 다양하게 불리고 있다.
기술개발 목표	□ RTK-GPS 기반의 무한궤도식 경운작업기 플랫폼을 이용한 자율주행 통합제어기 기술개발 - RTK-GPS 기반 자율 주행 - 리모트컨트롤 제어 가능거리 100m 이내 - LET 기반 위치 수신 - 디젤엔진 동력 : 50HP - 플랫폼 : 무인 무한궤도식 - 최대주행 속도 : 5km/h 이내 - 등판능력 : 35% - 경운작업 폭 : 1.8m 이상 - 경운작업 효율 : ≥0.3ha/h - PTO 회전수 : 표준 540RPM, 고속 1000RPM - 외부 유압 : 2포트 - 크기 : 2650x1200x1090mm / 1300kg 이내
기술개발 주요내용	□ 주요내용 ○ 경로 생성 및 추종 시스템을 무한궤도 조향 시스템에 적용하여 경운작업기 개발 - 경로 생성 및 추종 시스템의 경운작업기 적용을 위한 플랫폼 기구부 설계 및 개발 - 무한궤도 조향 시스템에 맞는 소프트웨어 최적화 작업 - 적용 노지 환경에서 무한궤도 기반 경운작업기 실차 검증 수행 ○ 경운작업기 자율주행 통합제어기 개발 - RTK-GPS 기반의 위치인식 및 자세 인식 시스템을 개발 - LTE 기반 자동 보정 시스템 개발 - 무한궤도 시스템에 적용하기 위한 소프트웨어 기반 로직 개발 - 자율 주행 시스템 단위의 소프트웨어 기반 로직 검증 ○ 빅데이터 - 경로 생성 및 경로 메모리 저장 데이터 분석 □ 성능지표 - 경운작업기 주행 속도 : 0~5km 이내 - 경운작업폭 : 1,800mm 이상 - 등판능력 : 30% 이상 - 위치정확도 (GPS 정지위치) : 5cm 이내 - 직진 주행 오차 성능 : 10cm 이내 ○개발된 통합제어기는 본 상위과제 공동수행연구기관인 한국전자기술연구원과 협의하여 협력제어 및 자율주행 기반 작업기 지능화 기술활용을 전제로 수행예정
기대효과	□ 자율주행 통합제어기 원천기술 확보 - RTK-GPS기반의 정밀 자율주행 통합 제어 기술 - 경로 메모리 저장 딥런닝 데어터 분석 기술 - GPS 수신기 최적화 시스템 제조기술 - 자동 조향 EPS 소프트웨어 제조기술 - ICT 융복합 SW 기술 - 무한궤도 기구학 설계 및 조향 제어 소프트웨어 개발 기술 □ 자율주행 농 작업기 관련 중소기업 신산업 창출 기대효과 - 관련 부품 국산화 촉진 - 무한궤도, 자율주행, 경운작업기 관련 중소기업 연구원 설계 및 연구 능력 고도화 - 관련 중소기업 매출 증가
지원기간	□ 1년	□ 2년		3년		총 소요금액 (지원금 기준)		연간 3억 이내

2		수요조사서(RFP)

1. 제안기술 정보
과 제 명	인공지능 솔루션을 활용한 다중 그라운드 케어 로봇 자율작업 기술개발
실증환경	■ 노지				□ 과수농업				□ 기타 ( )
	실증을 위한 필요 환경(부지규모 등)
실증작물	잔디, 잡초 등
분 야	□ 데이터		■ 로봇		□ 인공지능		□ 자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	□ 클라우드		□ 사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터		□ 경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		■ 작업기	□ 수확기
	□ 병해충		□ 시비		□ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성	◯ 국내외 그라운드 케어 시장의 지속적 성장에 따른 시장 경쟁력 확보 및 기술적 우위 선점
기술개발 목표	◯ 인공지능 기반의 다중 운용이 가능한 자율형 그라운드 케어 로봇 개발
기술개발 주요내용	◯ 그라운드 케어 로봇 개발 - 전자식 구동 시스템 개발 및 모듈형 플랫폼 개발 - 자율주행, 작업을 위한 작업기 시스템 개발 ◯ 그라운드 케어 로봇의 자율주행 및 자율작업 기술 개발 - 다목적 환경에서 장애물 회피를 위한 정적/동적 객체 탐지 기술 개발 - 그라운드 케어 로봇을 위한 경로 계획 및 주행 기술 개발 - 객체 탐지 기술을 활용한 자율작업 기술 개발 ◯ 다중 그라운드 케어 로봇의 통합 관제 시스템 개발 - 관제 통신 하드웨어, 개발 서버 설계 및 구축 - 인공지능 솔루션을 활요한 데이터 정제기술 및 로직 개발 ※ 인공지능 관련 기술은 본 상위과제 공동수행연구기관인 한국전자기술연구원과 협의하여 원격관제 실증을 위한 인터페이스 표준 개발을 전제로 수행예정
기대효과	◯ 그라운드 케어 자동화 기술 확보
지원기간	□ 1년	□ 2년		■ 3년		총 소요금액 (지원금 기준)		연간 2.5억 이내

3		수요조사서(RFP)

1. 제안기술 정보
과 제 명	AI 기반의 주행 경로 메모리 학습 및 작업자 인식 영상 딥런닝을 이용한 자율주행 농업용 운반로봇 개발
실증환경	☑ 노지				□ 과수농업				□ 기타 ( )
	1)노지면적 2ha이상 2) 험로 주행장 3) GPS수신, LTE 수신 가능 환경필요
실증작물	o 과수원 : 포도, 사과, 배, 감귤, 담감 등 o 밭농업 : 고추, 마늘, 양파, 고구마, 감자, 배추, 무밭 등
분 야	☑ 데이터		☑ 로봇		☑ 인공지능		☑ 자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	☑ 클라우드		☑ 사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터		□ 경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		☑ 작업기	□ 수확기
	□ 병해충		□ 시비		□ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성	□ 필요성 o 우리나라 산업에서 농업이 차지하는 비중은 비교적 낮은 편이지만 사회·경제적 중요성을 감안할 때 생산 기반의 유지와 효율화가 꼭 필요한 분야임. 더욱이 1995년 WTO 체제 발족으로 모든 산업이 무한 경쟁을 하지 않을 수 없게 된 가운데 COVID19을 겪으면서 ①농촌인구의 급격한 감소, ②인건비의 상승, ⓷농작업 기피 현상 등은 ④국내 농업 발전에 커다란 장애 요인이 되고 있음 o 농가 인구의 경우 1990년 농민인구 1,082만명（총인구 4,300만명의 25%）에서 2019년에는 농민인구 224만명（총인구 5,100만명의 4.3%）으로 급격히 감소 되고 있고, 농촌의 65세 이상 노인 비율은 46.8%로, 고령화·부녀화 추세가 더욱 가속화되는 여건 속에서 우리 농업이 경쟁력을 갖추기 위해서는 로봇과 같은 첨단 기술의 도입과 신기술 융합을 통해 인건비를 절감하고 생산성을 향상시켜야 함 o 본 연구개발로 기존 농자재 및 수확물 인력 의존 운반의 한계, 문제점 해결 필요 - 관행적인 인력에 100% 의존한 농자재 및 수확물 운반 문제점 해결을 위해 4차산업의 핵심기술인 인식기술인 비전, LiDAR 센서 제어, 인공지능 딥러닝 기반의 경로 학습 및 메모리 경로인식 자율주행 기술을 결합한 작업자 추종 운반 로봇과 작업자와 동기 주행하는 운반로봇 시스템을 개발 ○ 현재 관행적인 인력 중심의 운반 작업 체계를 로봇틱화로 개선할 필요가 있음
기술개발 목표	○ 노지 및 원예시설 농업환경에서 작업자를 추종하는 Lider 센서, 비전 영상 융 합 기술을 기반으로 한 AI 기반의 주행 경로 메모리 학습 자율주행 농자재 및 수확물 운반 로봇개발 - 동력 : DC24V - 주행속도 : 0-7Km/h 이하 - 작업자 인식 : 인공지능 빅데이터, 센서융합기술 (비전+LiDAR) - 최대 적재 중량 : 200Kg
기술개발 주요내용	□ 운반로봇 개념설계 및 해석 ㅇ 하중 200kg 이송이 가능한 노지 농업용 운반로봇 시스템 주행플랫폼 개발 - 지능형 노지 농업용 이송 로봇시스템 운용 시나리오 수립 - 운용 시나리오에 따른 주행 플랫폼 컨셉 설계 및 세부 Spec. 도출 - 상기 Spec. 선정에 따른 상세 설계 및 플랫폼 제작 ㅇ 주행 플랫폼 개념 설계 - 주행 시스템의 최적화 연구 - 구조의 경량화 설계 ㅇ 동력 전달 주행 하부 섀시 프레임 개발 - 운반로봇 모듈 섀시 프레임의 경량화 연구 - 작업기 장착의 편리성과 내구성 유지 연구 □ 노지 자율주행 및 작업자 추종 알고리즘 고도화 및 모니터링/관리용 SW 개발 ㅇ Lidar 센서 및 비전영상 융합 기반 자율주행 기술 고도화 및 실증 - 센서 융합을 통한 환경인지 기술 고도화 - RTK-GPS 및 센서 융합을 이용한 측위 기술 고도화 - 개발된 주행 플랫폼 인터페이스 연결 및 시스템 통합 - 인공지능 기반 경로 학습(메모리 트레이스) 기술 문제점 보완 및 실증 - 대규모 노지 환경에서 이동효율을 극대화하기 위한 전역 경로계획 기술 보완 ㅇ 센서 융합 기반 작업자 추종 및 장애물 회피 기술 고도화 및 실증 - 비전 및 LiDAR기반 작업자 추종 기술고도화 및 안정화 - 다중 정적 및 동적 장애물 인식 알고리즘 고도화 및 실증 - 작물 손상방지 및 안전을 위한 장애물 회피 경로 생성기술 고도화 ㅇ 조향 방식에 따른 모터 드라이버 제어 SW 개발 - 차제 운동방정식 제어기 설계 ㅇ 실시간 모니터링, 작업자 설정 및 관리용 SW 개발 - 상태 모니터링 기능 - 메모리 트레이스 설정 기능 - 기 저장된 경로 선택 및 자율주행 기능 - 작업자들 리스트 관리 기능 - 작업자 자동 및 수동 변경 기능 □ 주요 성능치 - 주행속도 : 5km/h 이하 - 등판능력 : 20% - 로봇 플랫폼 강성 내구 평가 : 3,000cycle 이상 - 적재중량 : 200kg 이상 - 주행 위치 정확도 : 10cm 이하 - 작업자 추적 성공율 : 95% 이상 □ 개발된 통합제어기는 본 상위과제 공동수행연구기관인 한국전자기술연구원과 협의하여 협력제어 및 자율주행 기반 작업기 지능화 기술활용을 전제로 수행 예정
기대효과	[과학⋅기술적 측면] ㅇ 글로벌 농기계 시장에서 농업선진국과 대등한 기술로 경쟁 가능 ㅇ 노지 운반로봇 및 자율주행 운반차 국산화 원천기술 확보 [경제적 ․ 사회적 측면] ㅇ 로봇 관련 부품 제조사 수출 기반 마련 ㅇ 로봇 관련 중소기업 SW기업 연구원 연구 능력 고도화 ㅇ 중소기업 연구인력 신규 채용으로 인력안 해소 [지역혁신클러스터 성과 확산 측면] ㅇ 전라북도 탄소융합원 이차전기 연구소 활용 효과 - 한국전자기술연구원 구축 시험 장비 활용 효과 ㅇ 자동차 부품연구원 구축 전동 시뮬레이션 시험 장비 활용 효과
지원기간	□ 1년	□ 2년		☑ 3년		총 소요금액 (지원금 기준)		3억

4		수요조사서(RFP)

1. 제안기술 정보

과 제 명

지능형 AI 솔루션 기반의 고추 방제 및 수확 자율작업 실증 및 상용화 기술 개발

실증환경

☑ 노지

□ 과수농업

□ 기타 (       )

고추농가 3곳 이상 (농가당 규모 :3,300㎡ 이상)

실증작물

고추

분   야

□ 데이터

☑ 로봇

☑ 인공지능

☑ 자율주행

□ 디지털트윈

□ 바이오기술

□ 클라우드

□ 사물인터넷

□ 홀로그램

□ 블록체인

□ 메타버스

□ 가상･증강현실

실증기술

□ 트랙터

□ 경운기

□ 콤바인

□ 이앙기

☑ 작업기

☑ 수확기

□ 병해충

□ 시비

☑ 방제

□ 관개/관수

□ 저장/관리

□ 드론

2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)

기술개발 필요성

고추는 수출량은 3,500톤이며 수입량은 24만 4천톤으로 국내 연간 고추 소비량 20만톤을 감안하면 수입 의존도가 상당히 높은 작물임

고령화로 인한 노동력 부족, 인건비 상승 등의 이유로 고추의 재배면적과 생산량이 감소

고추 농업의 기계화을 다른 작물에 비해 낮음. 파종·정식, 수확은 기계화율 0%

- 투입 요소 비용 중 노동비(65%)가 가장 높으며 노동 시간은 방제 및 수확시간이 2020년 기준 188시간으로 가장 높게 나타남 (2022농업과학기술 경제성 분석 기준자료집, 농촌진흥천)

- 호남권(전라남도,전라북도) 고추재배면은 국내 총 생산의 (36%)를 차지

- 그러나 재변 면적이 2022년도 기준 전라남도는 –10.6%, 전라북도는 –16.3%로 급감하였으며 이는 전국 최고 수준임  (2022 벼, 고추 재배면적조사 결과, 통계청)

- 따라서 호남권 고추 작물 경쟁력 제고와 활성하를 위하여 노동비를 우선적으로 절감하기 위한 지능형 스마트농업 기술을 도입할 필요가 있으며 노동시간을 절감할 수 있는 고추작물 수확 및 관리 로봇의 개발이 필요함

- 또한 호남권 고추농가의 급감을 고려하여 테스트 배드에서의 실증과 실제 농가의 실증 사업 등을 통하여 빠른 현장 적용이 필요함

기술개발 목표

◯ 고추 방제 및 수확을 위한 통합 작업기 실증 및 상용화 기술 개발

- 고추 수확적기 판별 기술 실증 및 상용화 개발

- 고추 수확을 위한 고추 6D 위치 인식기술 실증 및 상용화 개발

- 노지 및 시설 재배 고추농장 환경에서 주행이 가능한 로봇 플랫폼 실증

- 고추 수확을 위한 로봇 매니플레이션 기술 실증 및 상용화 개발

- 고추 수확을 위한 매니플레이터 엔드 이펙터 실증 및 상용화 개발

- 구추 수확 작업기의 방제 및 관제 기술 실증 및 사용화 개발

기술개발 주요내용

○ AI 기반의 고추 수확적기 판별 기술 개발

- AI 기술 기반 건고추용 수확적기 판별 기술

- AI 기술 기반 풋고추용 수확적기 판별 기술

- 착색 및 크기 선별 기반의 최적 수확작업 시기 결정 기술 개발

AI 기반 풋고추 수확적기 판별 예시	AI기반 건고추 수확적기 판별 예시

○ 고추 수확을 위한 6D 위치 인식기술 개발

- 건고추용 및 풋고추용 대용량 6D 데이터 구축 기술

- 딥러닝 기반 고추 6D 포즈 인식 기술

- 딥러닝 기반 수확 고추 절단 위치 판별 기술

○ 고추 수확을 위한 로봇 매니플레이션 기술 개발

- 고추 수확을 위한 비전 기반 로봇 매니플레이터 제어 기술

- 강화 학습 기반 고추 수확 최적 매니플레이션 기술

○ 고추 수확을 위한 매니플레이터 엔드 이펙터 개발

- 고추 수확을 위한 엔드 이펙터 설계 기술

- 상품성 유지가 가능한 엔드 이펙터 제어 기술

○ 고추농장 환경에서 주행이 가능한 로봇 플랫폼 개발

- 평탄 및 비평탄(경사지) 지형 수평 유지 주행 가능한 궤도형 로봇 플랫폼 기술

- 협소 고랑 주행이 가능한 로봇 프레임 설계 기술

- 방제 및 수확 작업이 가능한 다기능 프레임 설계 기술

- 방제시스템 접목을 위한 전동/엔진 하이브리드형 동력전달시스템 기술

- 전동 유압실린더 기반의 상,하 높이 조절이 가능한 시스템 개발

평탄․비평탄 주행을 위한 로봇 플랫폼 예시	수평유지 및 고랑 주행 가능한 로봇 프레임 설계 예시	SLAM 기반 고추농장 자율주행 기술 예시

○ 고추농장 방제 시스템 개발

- 최적 방제를 위한 다이어프램식 분무기 및 송풍팬 적용 기술

- 자율주행 연동 방제 시기 조정 기술

- 방제 효율성 확대를 위한 고추 형태에 따른 추적 방제

- 약액량 모니터링에 따른 시작, 복귀, 재시작 지점 판단 기술

○ 고추농장 자율주행 및 통합 관제 기술 개발

- 장애물 인식,실내 및 실외 자율주행 기술 개발

- 라이다 및 SLAM 기술을 이용한 실내 자율주행 기술 개발

- RTK-GPS기반 실외 고추농장 자율주행 기술 개발

○ 현장 실증 및 신뢰성 평가

- 현장 실증 및 신뢰성 평가

- 정책사업 모델 제안

기대효과

노지 고추의 노동력을 대체할 수 있는 스마트 고추 수확 및 관리 로봇으로 생산성 증대 및 노동비 절감으로 경제성을 크게 증가시킬 수 있음

국내 시장은 물론 해외 시장에서도 상품 경쟁력이 크게 증가할 것으로 기대됨

생산성 및 경제성 향상으로 호남권 고추 농가의 경영 안전망 구축

국산 고추의 공급으로 국민이 안심하는 먹거리 제공 체계 구축

지원기간

□ 1년

□ 2년

☑ 3년

총 소요금액

(지원금 기준)

연간 2.5억 이내

5		수요조사서(RFP)

1. 제안기술 정보
과 제 명	AI 기반 수확량 측정이 가능한 스마트 땅속 작물 수확기 기술개발
실증환경	■ 노지농업					□ 과수농업				□ 기타 ( )
	5a 약 150평의 노지
실증작물	고구마
분 야	■ 데이터			□ 로봇		□ 인공지능	■ 자율주행			□ 디지털트윈		□ 바이오기술
	□ 클라우드			□ 사물인터넷		□ 홀로그램	□ 블록체인			□ 메타버스		□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터			□ 경운기		□ 콤바인	□ 이앙기			■ 작업기		■ 수확기
	□ 병해충			□ 시비		□ 방제	□ 관개/관수			□ 저장/관리		□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성		○ 작업능률 및 품질 향상 - 고구마 표준재배모델의 경우 쟁기를 사용하여 100% 작업자의 노동력으로 수확작업을 하기 때문에 인건비가 많이 소요되고 있음. - 자율주행하며 진행할수있는 고구마의 외부 환경에 맞는 농기계의 개선을 통해 고구마 생산량 및 품질을 높일 필요가 있을 것으로 판단됨. ○ 데이터 기반 노지 작업의 중요성 - 본 연구에서는 다양한 농작업기계에 활용할 수 있는 데이터 기반 노지 스마트팜이 적용된 땅속작물수확기를 개발하여 효과적인 고구마 수확 형태의 개선을 실증하고자 함. - 지역별로 다양한 생육환경에서 재배된 고구마의 생육 상태에서의 다양한 상황에 대한 수확기의 능동적인 대처가 가능함. - 이는 노동력 절감과 동시에 고구마의 수확량 증대 및 품질 향상을 극대화할 수 있을 것으로 판단됨.
기술개발 목표		○ AI 기반 수확량 측정 및 분석이 동시에 가능한 땅속 작물 수확기 기술개발 - 10kW급 자율주행이 가능한 자주식 수확기 개발 - 데이터 기반하여 저속주행하여 작업기가 수확작업, 작업자가 탑승하여 인공지능 기반으로 작물 선별작업이 동시에 가능한 수확기 개발
기술개발 주요내용		◯ 작업기 선정 및 대상 자율작업 시스템 개발 - 농기계 대상 작업기 선정 및 하드웨어 개발 - 자율작업을 위한 인지판단 및 작업기 자율작업 시스템 개발 ◯ 작업기 및 농기계 간 통신 프로토콜 개발 - 작업기 자율작업을 위한 인지판단 제어가 가능한 통신 프로토콜 개발 - 작업기의 자율작업을 위한 데이터 포맷 개발 ◯ 외부기상 및 노지토양의 환경모니터링시스템 개발 - 주요 재배외부환경 및 수분함량측정을 위한 무선센서 통신체계 기술개발 - 환경측정에 따른 재배환경진단분석시스템 개발 ◯ 임베디드 통신기반 통합제어기 및 전용 소프트웨어 개발 - 농기계의 자율작업 및 주행을 지원하기 위한 임베디드 통합제어기 개발 - 데이터수집 및 분석, My sql dB서버 자동전송체계 기술개발 - 자동 및 수동 동작제어 알고리즘 개발 - 이동루트 및 로드셀 통신을 통한 수확량 자동측정 및 일자별 Summary 진단 분석-유통연계시스템 개발 - 농기계 자율작업을 위한 통합제어시스템 개발 ※ 개발된 통합제어기는 본 상위과제 공동수행연구기관인 한국전자기술연구원과 협의하여 협력제어 및 자율주행 기반 작업기 지능화 기술활용을 전제로 수행예정 ○ 현장 실증 계획 - 수집, 이송, 등의 단일 모듈 기반 고구마수확기 필드 테스트 - 시작품 밭 현지적응성 평가 및 분석(주행속도, 이송속도, 기울기 등) - 고구마 주산지(평창, 괴산, 해남 등) 보유하고 있는 인프라(트랙터, 시험포장 등) 활용 - 테스트 후 각 주요부별 개선점 파악 후 요인시험 그림 . 고구마 주산지 필드 적응성 평가(고창, 여주) >
기대효과		○ 본 과제를 통하여 지역별로 다양한 재배양식으로 길러진 고구마 수확의 기계화율 향상과 더불어 국내 소규모 밭 농업 환경에 적합한 소형 수집기 개발로 추후 다른 작물·작업을 대상으로 하는 밭 농업 농업기계 개발에 복합적 활용이 가능할 것으로 판단됨. ○ 수확량 모니터링 및 맵핑 등 ICT 기술의 접목을 통해 노지 스마트 농업을 위한 기반 기술로 활용 가능함. ○ 기존의 고구마 수확은 굴취형 작업기를 이용한 굴취 작업과 수집을 위한 강도 높은 노동력이 요구되므로, 향후 수집기의 확산을 통해 노동력을 최소화함으로써 땅속작물의 생산비 절감을 통한 농가 소득 증대에 기여 가능함.
지원기간		□ 2년	■ 3년		총사업비(백만원) * 연차별 1∼3억원 규모			1차년도	2차년도		3차년도		합계
								300	300		300		0

6		수요조사서(RFP) - 6, 7, 8번 수요조사서(RFP) 통합 예정

1. 제안기술 정보
과 제 명	AI기술이 탑재된 자율 방식 무인 방제,운반 시스템 개발
실증환경	■ 노지					■ 과수농업				□ 기타 ( )
	1만평 이내의 과수환경
실증작물	사과, 배, 포도
분 야	□ 데이터			■ 로봇		■ 인공지능		■ 자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	□ 클라우드			□ 사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터			□ 경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		□ 작업기	□ 수확기
	□ 병해충			□ 시비		■ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성		◯ 미래 농업, 고되고 위험한 노동에서 탈출시켜 주는 무인화/자동화 - 전 세계적인 인구의 증가, 농경지 및 농촌인구의 감소, 인건비의 증가 등에 따라 농업의 생산성 향상이 요구되고 있음 - 우리나라는 선진국과 비교하여 농업 경쟁력이 낮은 상황이며, 더하여 농업 인구의 감소, 고령화, 기후변화 등의 위협요인으로 인하여 농업의 경쟁력 향상은 국가적 과제가 되고 있음 - 농업 인구 고령화로 농촌 노동력 부족 문제를 해결하고 생산성과 작업 편의성을 향상할 수 있는 농작업 자동화·로봇화 기술이 요구 - 농업의 경쟁력 향상을 위해서는 스마트농업, 농업용 로봇의 활성화는 선택이 아닌 필수가 되고 있음
기술개발 목표		◯ 한대의 제품으로 방제, 작물 운반 기능을 갖춘 무인화 시스템을 개발 - 농약 살포시 최대 500리터 방제 모듈을 탑재하여 운용하는 무인화 시스템을 개발 - 500kg 작물을 이송할 수 있는 무인 운반차로 사용
기술개발 주요내용		◯ 로봇 플랫폼 - 차륜형 플랫폼으로 설계 - 방수 및 방진 기능을 갖춘 로봇 플랫폼 제작 - 방제 500리터, 작물 운반 500kg 목적에 맞도록 개발 - 충천 스테이션 플랫폼 제작 ◯ 자율 주행 방식 방식 - 조이스틱을 이용한 주행 방식 - 카메라 기반 추종시스템 · AI 영상인식을 통한 추종 시스템 개발 · AI기술이 탑재된 다중 대차 추종 시스템 개발(한대의 메인 로봇을 추종하는 서브 로봇 방식) - 자율 이동(Autonomous Navigation) 방식 · 인공지능 기반 환경인식 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 알고리즘 기술 개발 · 노지 환경에서의 위치 인식을 통한 경로 계획 기술 개발 · 계획된 경로 추종 및 장애물 감지를 위한 로봇 제어 기술 ◯ 방제 시스템 - 탈거식 방제 모듈 설계 제작 - 500리터 약액 탱크, 펌프, 방제 효율이 높은 초미립자로 분사장치 시스템 개발 - 유량 유압을 조절하기 위한 제어장치 개발 ◯ 운반 시스템 - 500kg 적재물 운송 시스템 개발 - 집하장 자율 이동 및 복귀 시스템 개발 ◯ 자동 충전 시스템 개발 - 충전 스테이션으로 자동으로 복귀하여 충전할 수 있는 시스템 개발 - 완충시 전원 차단 후 알림 시스템 개발 ◯ 제어기 개발 - 충전 스테이션 제어 보드 개발 - 모터 드라이버 보드 개발 - 전원 관리보드 개발 - 분사 제어 관리 보드 개발 - 통합 제어 보드 시스템 개발
기대효과		◯ 기대효과 - 한대의 제품으로 방제, 운반 농작업에 활용 가능 - 로봇 개발로 인해 농민은 농약에 노출되는 점을 원천적으로 방지 할 수 있으며, 농업 인력을 대체하여 인건비를 절감 - 전동식 자동 추종 운반차의 운용으로 노동력이 감소하고 농업 생산성의 향상을 도모함 - 과수원에서의 노동력을 절감하는 것은 물론 논, 밭, 과수 등 다양한 농작업에 확대·적용할 수 있는 로봇 활용기반을 마련 - 고효율 고부가가치 농작업기 생산의 확대로 관련 산업의 시너지 효과 창출 예상 - 노약자 및 여성들의 농작업의 영역 확대
지원기간		□ 1년	□ 2년		☑ 3년		총 소요금액 (지원금 기준)		연간 2.5억 이내

7		수요조사서(RFP) - 6, 7, 8번 수요조사서(RFP) 통합 예정

1. 제안기술 정보
과 제 명	인공지능 모듈을 이용한 지능형 농업용 범용 컨트롤러 기술개발
실증환경	□ 노지					■ 과수농업				□ 기타 ( )
	과수원, 스마트팜
실증작물	사과, 배, 토마토, 파프리카
분 야	■ 데이터			■ 로봇		■ 인공지능		■ 자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	□ 클라우드			□ 사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터			□ 경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		■ 작업기	■ 수확기
	□ 병해충			□ 시비		□ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성		◯ 농업용 로봇 개발 진입 장벽을 낮춤으로서 로봇 기술 개발 및 보급 시장 활성화
기술개발 목표		◯ 농업용 범용 컨트롤러 기술 개발
기술개발 주요내용		◯ AI 기반의 농업용 범용 컨트롤러 알고리즘이 포함된 지능형 H/W 개발 - 산업용 레벨 H/W 개발 - 자이로/가속 센서 및 노이즈 저감 필터 AI 알고리즘 적용 - 다양한 농업 기계 모듈과 연동 가능한 Input과 Output 지원 - 다양한 농업 기계 모듈의 제어가 가능한 통합 전원 보드 개발 ◯ 농업용 범용 컨트롤러 Firmware 개발 - 제어 S/W개발 - 다양한 주행방식 지원 - 자동 임무 수행 기능 지원 - Fail-safe (문제-복구 시스템) 기능 지원 ◯ 농업용 범용 컨트롤러 지원을 위한 지능형 S/W 개발 - 원격 모니터링 기능 지원 - 원격 임무 설계 및 수행 기능 지원
기대효과		◯ 농업용 로봇 개발 비용 절감 ◯ 농업용 로봇 개발 활성화
지원기간		□ 1년	☑ 2년		□ 3년		총 소요금액 (지원금 기준)		연간 3억 이내

8		수요조사서(RFP) - 6, 7, 8번 수요조사서(RFP) 통합 예정

1. 제안기술 정보
과 제 명	작업 DB 클라우드 관제 기능 적용형 4WS 자율주행 과수 운반 및 작업차
실증환경	□ 노지					☑ 과수농업				□ 기타 ( )
	실증을 위한 필요 환경(부지규모 등)
실증작물	고구마, 콩, 사과, 포도 등
분 야	☑ 데이터			□ 로봇		□ 인공지능		☑ 자율주행		□ 디지털트윈	□ 바이오기술
	□ 클라우드			□ 사물인터넷		□ 홀로그램		□ 블록체인		□ 메타버스	□ 가상･증강현실
실증기술	□ 트랙터			□ 경운기		□ 콤바인		□ 이앙기		☑ 작업기	□ 수확기
	□ 병해충			□ 시비		□ 방제		□ 관개/관수		□ 저장/관리	□ 드론
2. 목표 및 내용(3page 내외 작성)
기술개발 필요성		◯ 자율주행 및 작업이력 DB 분석이 가능한 자율주행기반 운반 및 작업차 - 작업자 개인의 의존도에서 벗어난 작업 이력(작업 일시, 면적 및 작업 패턴 등) 분석을 통한 최적 작업 디지털 솔루션 제공 - 기존 운반차는 과수 관련 작업 중 빈번히 운전석으로 이동하여 작업차 위치 이동이 필요하여 연속작업이 어려움 프로그램된 경로 및 속도 자율주행 기술 적용으로 플랫폼에서 연속 과수 작업이 가능한 고효율 과수 운반 및 작업차량 개발
기술개발 목표		◯ 자율주행 및 작업이력 DB 분석 플랫폼 개발 - 작업이력 DB관리로 작업 최적 일시 및 생산비용 관리 디지털화 구현 ◯ 차량 및 작업관련 관제 시스템 개발 - 클라우드형 차량 및 작업 정보 모니터링 및 분석 알고리즘 개발 ◯ 4WS구동 전동 플랫폼 개발 - 3.2m이내 선회반경이 가능한 조향시스템 개발 - 차동장치 적용형 4륜 구동부 개발 ◯ 자율주행부 개발 - 자율주행경로 저장 알고리즘 개발 - 경제형 경로추종 오차 10cm 이내 주행 정확도 알고리즘 개발
기술개발 주요내용		◯ 자율주행 및 작업이력 DB 분석 플랫폼 개발 - 아머존 및 범용 클라우드 서버를 활용한 작업이력 모니터링 및 관제 시스템 개발 - 향후 기타 농작업기 공통 사용이 용이한 관제 플랫폼 표준화 개발 ◯ 차량 및 작업관련 관제 시스템 개발 - 작업 정보 모니터링 및 분석 알고리즘 개발 - 차량정보 모니터링 및 분석 알고리즘 개발 ◯ 4WS구동 전동 플랫폼 개발 - 양산성을 고려한 저가형 4륜 조향시스템 개발(독립조향 시스템 지양) - 차동장치 적용형 4륜 구동부 개발 - 틸팅 구조 적용 ◯ 자율주행부 개발 - 자율주행경로 저장 알고리즘 개발 - 경로추종 알고리즘 개발 - 선회 알고리즘 개발 - 차량속도 및 구동제어 알고리즘 개발 - 장애물 인식 및 안전관련 시스템 개발
기대효과		◯ 과수 농가 경쟁력 확보 - 작업이력 및 차량정보 디지털화에 따른 농업 생산성 향상 ◯ 국내 농업 디지털 기반 의사결정 기반 구축 - 작업관련 정보 DB 구축 및 분석을 통한 국내농업 선진화 ◯ 청년 일자리 확대 - 디지털 첨단산업 적용으로 청년 인력 유입 효과기대 ◯ 디지털 기술 수출 - 디지털 기술 선점을 통한 국내 디지털 농업기술 수출 증대
지원기간		□ 1년	□ 2년		☑ 3년		총 소요금액 (지원금 기준)		연간 2.5억 이내