최근 기후변화로 돌발해충이 증가하고, 발생 양상도 다양해지면서 농작물 피해가 늘고 있다. 해충 발생 면적이 2013년 4151ha에서 2022년 3만382ha로 확대됐다는 통계도 나와 있다. 해충 피해를 최소화하고 약제 사용을 줄이려면, 신속한 예찰과 처방이 필요하다. 아직 인력에 의존해 해충 발생을 확인하는 우리나라에서는 예찰 체계 자동화가 시급하다.

 

농촌진흥청(청장 권재한)이 군산대학교, BNS코퍼레이션과의 공동연구로 노지 밭작물 해충을 유인해 발생 현황을 파악할 수 있는 인공지능 기반 ‘무인 예찰 포획 장치(AI 트랩)’를 개발했다고 밝혔다. 군산대학교가 해충 자동 인식 모델 개발을 담당했고, BNS코퍼레이션이 트랩 구조 및 하드웨어 개발을 맡았다 .

 

무인 예찰 포획 장치는 성 유인 물질(성페로몬)로 해충을 유인, 포획해 확보한 영상(이미지)을 인공지능이 인식해 해충 종류와 마릿수를 분석하는 기술이다. 포획 장치 안에 부착된 환경 감지기(센서)는 온도·습도·풍향·풍속·조도를 확인할 수 있으며, 해충 유입 방향도 추적할 수 있다. 수집한 정보(데이터)는 별도의 포획 장치 관제시스템에서 확인 또는 제어할 수 있다.

 

유인구 구조를 변경하고 유인 물질(페로몬) 종류를 바꾸면 나방류, 노린재류 등 종류가 다른 해충을 유인할 수 있다. 영상을 수집한 후에는 자동으로 해충을 분쇄, 배출함으로써 추가적인 관리가 필요 없다. 정확한 영상을 얻기 위해 해충을 움직이지 못하게 하는 약제 및 전기충격 장치도 내장돼 있다.

 

현재는 콩에 해를 입히는 파밤나방, 담배거세미나방, 톱다리개미허리노린재 3종을 예방 관찰할 수 있다. 추후 적용 범위를 확대하고, 포획 장치 관제시스템과 연계해 방제 시기를 알려주는 기능도 추가할 계획이다.

 

농진청 생산기술개발과 연구진이 지난 2년간 현장 검증한 결과, 무인 예찰 포획 장치의 정상 영상 수신 및 포획량 판별 정확도는 90% 이상으로 높았다. 기존 포획 장치와 유사한 수준이다. 무인예찰나방트랩은 2023년 7월 하순, 8월 하순, 무인예찰노린재트랩은 2024년 7월 중순, 8월 상·중순 포획량이 많았고, 이는 관행 예찰트랩과도 유사한 결과이다.

 

또한, 관찰포에 사람이 직접 방문해 해충 발생을 조사하는 기존 인력의존형 예찰과 비교해 노동시간과 비용을 줄일 수 있어 현장 활용성이 높다.

 

기존 수동 장치 방식을 무인 예찰로 대체하면, 조사 지점당 연간 약 200시간의 노동시간 절감과 1077만원(5년 기준 약 5300만원)의 비용 절감 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 조기 예찰로 적기에 해충을 방제함으로써 농작물 피해를 줄여 식량 안보 향상에도 도움이 될 것으로 예상했다.

 

관련 기술은 ‘자동 포집모듈을 포함하는 해충 유인트랩(특허 10-2021-0177016)’, ‘해충 이미지 획득이 가능한 해충 유인트랩(특허 10-2022-059141)’ 등 4건의 기술특허 및 공인인증(국가통합인증, 국제표준화기구인증, 유럽통합 규격인증)을 받았다.

 

<트랩 주요 구조>

 

<트랩 유인부>

 

<트랩 모식도>

 

국립식량과학원 남부작물부는 올해부터 시험 재배지에서 나방류, 노린재류 예찰에 무인 포획 장치를 활용하고 있다. 앞으로 포획 장치 구조 변형 및 유인 물질 장기 활용, 해충군 다양화 등으로 연구를 확장할 예정이다. 아울러 2025년 신기술시범사업을 통해 콩 관찰포에 해충 무인 예찰 포획 장치를 도입하고, 국가농작물병해충관리시스템(NCPMS)과 연계해 활용 범위를 넓혀갈 계획이다.

 

김제 죽산콩영농조합법인 한은성 농업인은 “현장에서 해충 피해를 매번 확인하기 어려워 방제 적기를 판단하는 데 어려움이 있었다”며 “이 기술이 도입되면 방제 효율이 높아져 재배관리가 한층 수월해질 것 같다”고 말했다.

 

정병우 농진청 국립식량과학원 남부작물부 부장은 “무인 예찰 포획 장치는 해충 발생 상황을 실시간으로 확인할 수 있고, 환경정보(데이터)와 연계해 해충의 이동 경로를 해석하는 데도 유용한 기술”이라며 “앞으로 이 기술이 각 지역 관찰포 현장에서 활용됨은 물론 노지 스마트농업의 개별요소 기술로 활용해 자동방제와 연결되도록 힘쓰겠다”고 전했다.

 

<나방류, 노린재류 무인예찰트랩(AI트랩) 기술설명>